(57)【要約】【課題】一方の波長の光は透過し他方の波長の光は分離する回折素子であって、それぞれの波長において高い透過率を有する回折素子、回折素子の製造方法を提供し、高倍速化に対応した光ピックアップ装置および光ディスク装置を提供することを目的とする。【解決手段】第１の樹脂２ａを備え所定の屈折率を持つ第１の部材２と、一方の波長の光には所定の屈折率を持つ第１の部材２と同一の屈折率を持ちかつ他方の波長の光には所定の屈折率を持つ第１の部材２とは異なる屈折率を持つ第２の部材３と、を具備し、第１の部材２と第２の部材３とは２種類の波長の光の入射面内で交互に配列されて回折格子を構成し、第２の部材３は所定の波長域に光吸収を持つ有機物５を分子レベルで溶解する第２の樹脂３ａとを備えることで第２の部材３の屈折率を形成したことを特徴とする回折素子とした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源から２種類の波長の光を入射し、一方の波長の光は透過させ他方の波長の光は分離して光ディスクに出射する回折素子であって、
第１の樹脂を備え所定の屈折率を持つ第１の部材と、
前記一方の波長の光には前記所定の屈折率を持つ前記第１の部材と同一の屈折率を持ち、かつ前記他方の波長の光には前記所定の屈折率を持つ前記第１の部材とは異なる屈折率を持つ第２の部材と、を具備し、
前記第１の部材と前記第２の部材とは前記２種類の波長の光の入射面内で交互に配列されて回折格子を構成し、
前記第２の部材は所定の波長域に光吸収を持つ有機物を分子レベルで溶解する第２の樹脂を備えることで前記第２の部材が持つ屈折率を形成したことを特徴とする回折素子。
【請求項２】
前記一方の波長の光はＤＶＤ用のレーザ光であることを特徴とする請求項１記載の回折素子。
【請求項３】
前記他方の波長の光はＣＤ用のレーザ光であることを特徴とする請求項１記載の回折素子。
【請求項４】
前記有機物は染料であることを特徴とする請求項１記載の回折素子。
【請求項５】
前記第２の部材は紫外線を用いずに硬化させることを特徴とする請求項１記載の回折格子。
【請求項６】
前記第２の部材は熱により硬化させることを特徴とする請求項５記載の回折素子。
【請求項７】
前記第１の部材は前記第１の樹脂が前記所定の波長域に光吸収を持たない樹脂であることで、前記第１の部材が持つ前記所定の屈折率を形成したことを特徴とする請求項１記載の回折素子。
【請求項８】
前記第２の部材は前記所定の波長域に光吸収を持つ染料を含有することで、前記第２の部材が持つ屈折率を形成したことを特徴とする請求項１記載の回折素子。
【請求項９】
前記所定の波長域は前記２種類の波長の光のうち波長が短い方の光の波長より短い波長域であることを特徴とする請求項１記載の回折素子。
【請求項１０】
前記所定の波長域は前記２種類の波長の光のうち波長が長い方の光の波長より長い波長域であることを特徴とする請求項１記載の回折素子。
【請求項１１】
前記有機物が持つ前記所定の波長域の光吸収によって前記第２の部材が持つ光吸収の光吸収率と、前記第１の部材が持つ前記光吸収の光吸収率との差の極大値が５０％以上であることを特徴とする請求項１記載の回折素子。
【請求項１２】
第１の透明基板と第２の透明基板とを備え、前記第１の透明基板上に前記回折格子を形成し、前記第１の透明基板と前記第２の透明基板の間に前記回折格子を挟んで貼り合わせたことを特徴とする請求項１記載の回折素子。
【請求項１３】
前記第１の樹脂または前記第２の樹脂の少なくとも一方は接着剤であることを特徴とする請求項１記載の回折素子。
【請求項１４】
第１の透明基板を備え、前記第１の透明基板上に前記回折格子を形成し、前記第１の部材または前記第２の部材のいずれか一方は少なくとも前記回折格子を構成している領域において前記第１の透明基板に非接触であることを特徴とする請求項１に記載の回折素子。
【請求項１５】
前記第１の部材または前記第２の部材の少なくともいずれか一方は吸水率が２％以下であることを特徴とする請求項１に記載の回折素子。
【請求項１６】
前記第１の部材は前記所定の波長域の光吸収の性質の少なくとも一部を失った前記有機物を分子レベルで溶解し所定の波長域に光吸収を持たない前記第１の樹脂を備えたことを特徴とする請求項１記載の回折素子。
【請求項１７】
前記第１の樹脂と前記第２の樹脂とは同一であり、前記第１の部材の光吸収の性質の少なくとも一部を失う前の前記有機物と前記第２の部材の前記有機物とは同一であり、前記第１の部材が備える前記有機物の濃度と前記第２の部材が備える前記有機物の濃度とは等しいことを特徴とする請求項１６記載の回折素子。
【請求項１８】
レーザ光源からＤＶＤ用のレーザ光とＣＤ用のレーザ光を入射し、ＤＶＤ用のレーザ光は透過させＣＤ用のレーザ光は分離して光ディスクに出射する回折素子であって、
第１の樹脂を備え所定の屈折率を持つ第１の部材と、
前記ＤＶＤ用のレーザ光には前記所定の屈折率を持つ前記第１の部材と同一の屈折率を持ち、かつ前記ＣＤ用のレーザ光には前記所定の屈折率を持つ前記第１の部材の屈折率とは異なる屈折率を持つ第２の部材と、を具備し、
前記第１の部材と前記第２の部材とは前記２種類の波長の光の入射面内で交互に配列されて回折格子を構成し、
前記第２の部材は所定の波長域に光吸収を持つ染料を分子レベルで溶解する第２の樹脂を備えて紫外線を用いずに硬化させることで前記第２の部材が持つ屈折率を形成したことを特徴とする回折素子。
【請求項１９】
光源から２種類の波長の光を入射し、一方の波長の光は透過させ他方の波長の光は分離して光ディスクに出射する回折素子であって、
第１の樹脂を備え所定の屈折率を持つ第１の部材と、
所定の波長域に光吸収を持つことで、前記一方の波長の光には前記所定の屈折率を持つ前記第１の部材と同一の屈折率を持ち、かつ前記他方の波長の光には前記所定の屈折率を持つ前記第１の部材の屈折率とは異なる屈折率を持つ第２の部材と、を具備し、
前記第１の部材と前記第２の部材とは前記２種類の波長の光の入射面内で交互に配列されて回折格子を構成し、
前記第２の部材は第２の樹脂を備え前記第２の樹脂自体が前記所定の波長域に光吸収を持つことを特徴とする回折素子。
【請求項２０】
前記第２の樹脂は共役二重結合を有することを特徴とする請求項１９に記載の回折素子。
【請求項２１】
共役二重結合を有する前記第２の樹脂は芳香族ポリイミドであることを特徴とする請求項２０に記載の回折素子。
【請求項２２】
光源から２種類の波長の光を入射し、一方の波長の光は透過させ他方の波長の光は分離して光ディスクに出射する回折素子の製造方法であって、
所定の波長域に光吸収を持つ有機物を分子レベルで溶解して樹脂に混合する第１工程と、
前記混合した樹脂を第１の透明基板に塗布し紫外線を用いずに硬化する第２工程と、
前記硬化した樹脂に所定領域のみ紫外線を透過するマスクパターンを介して紫外線を照射する第３工程と、
前記紫外線を透過した所定の領域を前記有機物が光吸収の性質の少なくとも一部を失った第１の部材、前記紫外線を透過しなかった領域を前記有機物が光吸収の性質を維持した第２の部材とし、前記第２の部材が前記一方の波長の光には前記第１の部材と同一の屈折率を持ち、かつ前記他方の波長の光には前記第１の部材の屈折率とは異なる屈折率を持つ回折格子を生成する第４工程と、を備えたことを特徴とする回折素子の製造方法。
【請求項２３】
ＤＶＤ用のレーザ光とＣＤ用のレーザ光を出射するレーザ光源と、
前記ＤＶＤ用のレーザ光は透過させるとともに前記ＣＤ用のレーザ光は分離して光ディスクに出射する回折素子とを具備し、
前記回折素子は、第１の樹脂を備え所定の屈折率を持つ第１の部材と、前記ＤＶＤ用のレーザ光には前記所定の屈折率を持つ前記第１の部材と同一の屈折率を持ち、かつ前記ＣＤ用のレーザ光には前記所定の屈折率を持つ前記第１の部材の屈折率とは異なる屈折率を持つ第２の部材と、を具備し、
前記第１の部材と前記第２の部材とは前記２種類の波長の光の入射面内で交互に配列されて回折格子を構成し、
前記第２の部材は所定の波長域に光吸収を持つ染料を分子レベルで溶解する第２の樹脂を備えて紫外線を用いずに硬化させることで前記第２の部材が持つ屈折率を形成したことを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項２４】
ＤＶＤ用のレーザ光とＣＤ用のレーザ光を照射するレーザ光源と、
前記ＤＶＤ用のレーザ光は透過させるとともに前記ＣＤ用のレーザ光は分離して光ディスクに出力する回折素子とを具備し、
前記回折素子は、第１の樹脂を備え所定の屈折率を持つ第１の部材と、前記ＤＶＤ用のレーザ光には前記所定の屈折率を持つ前記第１の部材と同一の屈折率を持ち、かつ前記ＣＤ用のレーザ光には前記所定の屈折率を持つ前記第１の部材の屈折率とは異なる屈折率を持つ第２の部材と、を具備し、
前記第１の部材と前記第２の部材とは前記２種類の波長の光の入射面内で交互に配列されて回折格子を構成し、
前記第２の部材は所定の波長域に光吸収を持つ染料を分子レベルで溶解する第２の樹脂を備えて紫外線を用いずに硬化させることで前記第２の部材が持つ屈折率を形成したことを特徴とする光ディスク装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は異なる波長に対して選択的に回折する回折素子、回折素子の製造方法とその回折素子を搭載した光ピックアップ装置および光ディスク装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ  Ｄｉｓｃ）においては、波長λ１（約６５０ｎｍ）のレーザ光により情報の記録または再生が行われる。一方、ＣＤ（Ｃｏｍｐａｃｔ  Ｄｉｓｃ）においては、波長λ２（約７８０ｎｍ）のレーザ光により情報の記録または再生が行われる。このような２種類の光ディスクに対して情報の記録または再生を行う光ディスク装置において、２種類の波長のレーザ光を出射する２波長レーザ光源が使用され始めている。このような２波長レーザ光源にはＤＶＤ用の波長λ１の光には反応せず、１ビームのまま透過し、ＣＤ用の波長λ２の光には回折素子として働き、３ビームに分離する波長選択性を持つ回折素子が求められてきた。波長選択性を持つ回折素子には（特許文献１）、（特許文献２）、（特許文献３）に挙げられる例がある。
【０００３】
図２４に従来の回折素子の構成図を示す。図２４（ａ）は従来の回折素子の構成図のＤＶＤ用の波長λ１の光が透過する場合を示す図、図２４（ｂ）はＣＤ用の波長λ２の光が透過する場合を示す図である。
【０００４】
図２４に示すように第１の透明基板１０１は光学ガラス等の基板である。第２の部材１０３は赤色の有機物顔料１０５と有機物顔料１０５を含む樹脂１０３ａとを備え、第１の透明基板１０１上に凹凸を形成する。第１の部材１０２は樹脂１０２ａを備え、第２の部材１０３の凹凸を充填する。第１の部材１０２と第２の部材１０３とで回折格子を構成する。第２の透明基板１０４は光学ガラス等の基板であり、第１の部材１０２および第２の部材１０３を保護する。有機物顔料１０５は波長λ１よりも短い波長域に光吸収を持つが、波長λ１および波長λ２では光吸収を持たない。
【０００５】
一般的な材料の屈折率は、波長に応じて変化することが知られている。また、材料がある波長域の光を吸収する場合、その光吸収を持つ波長域およびその近傍の波長域において屈折率が急激に変化することも知られている。この現象を異常分散現象という。（特許文献１）、（特許文献２）では有機物顔料１０５を用いて、第２の部材１０３にのみに異常分散を持たせた。そして第２の部材１０３の波長λ１と波長λ２の屈折率を大きく変化させ、波長λ１の第１の部材１０２の屈折率ｎ１（λ１）と第２の部材１０３の屈折率ｎ２（λ１）をほぼ等しくし、波長λ２の第１の部材の屈折率ｎ１（λ２）と第２の部材の屈折率ｎ２（λ２）を異ならせた。そのため波長λ１の光は第１の部材と第２の部材の屈折率に差がないため１ビームのまま透過し、波長λ２の光は屈折率に差があるため回折素子として働いて３ビームに分離する。すなわち波長選択性を持つ回折素子とすることができる。
【特許文献１】特開２００２−３１８３０６号公報
【特許文献２】特開２００２−３５０６２５号公報
【特許文献３】米国特許出願公開第２００４／００９４６９９号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところが顔料は粒子状態で第２の部材中に分散し浮遊しているため入射した光は分散されるため、有機物顔料を含む第２の部材のＤＶＤ用である波長λ１の光およびＣＤ用である波長λ２の光の透過率を高くすることは困難である。そのためこの回折素子を透過するＤＶＤ用、ＣＤ用の光には損失が発生してしまう。光ディスク装置や光ピックアップ装置は小型化とともに高倍速化への対応が進められており、高倍速化には光ディスクに照射されるレーザ光の大出力化が求められる。そのため、回折素子による損失をできるだけ抑制する必要がある。
【０００７】
本発明は上記従来の問題点を解決するもので、光源から２種類の波長を持つ光を入射し、一方の波長の光は透過し他方の波長の光は分離して光ディスクに出射する回折素子であって、それぞれの波長において高い透過率を有する回折素子を提供し、この回折素子を搭載することで高倍速化に対応した光ピックアップ装置および光ディスク装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために本発明の回折素子は、光源から２種類の波長の光を入射し、一方の波長の光は透過させ他方の波長の光は分離して光ディスクに出射する回折素子であって、第１の樹脂を備え所定の屈折率を持つ第１の部材と、前記一方の波長の光には前記所定の屈折率を持つ前記第１の部材と同一の屈折率を持ちかつ前記他方の波長の光には前記所定の屈折率を持つ前記第１の部材とは異なる屈折率を持つ第２の部材と、を具備し、前記第１の部材と前記第２の部材とは前記２種類の波長の光の入射面内で交互に配列されて回折格子を構成し、前記第２の部材は所定の波長域に光吸収を持つ有機物を分子レベルで溶解する第２の樹脂を備えることで前記第２の部材が持つ屈折率を形成したことを特徴とした。
【０００９】
第２の部材はＤＶＤ用である波長λ１の光とＣＤ用である波長λ２の光を透過し所定の波長域に光吸収を持つ有機物を分子レベルで溶解している。この有機物のうち可視光の波長域に光吸収を有しているものが染料である。したがってこの有機物は分子レベルで溶媒である第２の樹脂に溶解しており、入射した光が分散されにくいため波長λ１および波長λ２における透過率を高くできる。
【００１０】
また、第１の樹脂を備え所定の屈折率を持つ第１の部材と、所定の波長域に光吸収を持つことで、前記一方の波長の光には前記所定の屈折率を持つ前記第１の部材と同一の屈折率を持ちかつ前記他方の波長の光には前記所定の屈折率を持つ前記第１の部材の屈折率とは異なる屈折率を持つ第２の部材と、を具備し、前記第１の部材と前記第２の部材とは前記２種類の波長の光の入射面内で交互に配列されて回折格子を構成し、前記第２の部材は第２の樹脂を備え前記第２の樹脂自体が前記所定の波長域に光吸収を持つことを特徴としても良い。
【００１１】
第２の樹脂自体が所定の波長域に光吸収を持っており、波長λ１と波長λ２における屈折率の差を光吸収を持たない第１の樹脂よりも大きくすることができる。また、粒子状態で第２の部材中に分散し浮遊するものがないため、光が分散されにくく波長λ１および波長λ２における透過率を高くできる。
【発明の効果】
【００１２】
そのため本発明の回折素子は波長λ１および波長λ２において高い透過率を有し、波長λ１または波長λ２の光のいずれか一方に対して透過し、他方の光に対して回折して分離することができる。本発明の回折素子を搭載した光ピックアップ装置は波長λ１および波長λ２における透過率が高く、光ディスクに照射されるレーザ光を大出力化できるので高倍速化に対応させることができる。そのためこの光ピックアップ装置を搭載した光ディスク装置もまた高倍速化に対応させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明の請求項１の発明は、光源から２種類の波長の光を入射し、一方の波長の光は透過させ他方の波長の光は分離して光ディスクに出射する回折素子であって、第１の樹脂を備え所定の屈折率を持つ第１の部材と、一方の波長の光には所定の屈折率を持つ第１の部材と同一の屈折率を持ちかつ他方の波長の光には所定の屈折率を持つ第１の部材とは異なる屈折率を持つ第２の部材と、を具備し、第１の部材と第２の部材とは前記２種類の波長の光の入射面内で交互に配列されて回折格子を構成し、第２の部材は所定の波長域に光吸収を持つ有機物を分子レベルで溶解する第２の樹脂とを備えることで第２の部材が持つ屈折率を形成した回折素子である。
【００１４】
そのため２種類の波長の光の双方において高い透過率を有し、一方の波長の光に対して透過し、他方の波長の光に対して回折して分離することができる。
【００１５】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、一方の波長の光はＤＶＤ用のレーザ光である回折素子である。
【００１６】
ＤＶＤ用の光は３ビームに分離されないため、損失を抑えることができる。そのため、光ディスクに到達する光強度を強くすることができ、高倍速化に対応させることができる。
【００１７】
請求項３の発明は、請求項１の発明において、他方の波長の光はＣＤ用のレーザ光である回折素子である。
【００１８】
ＣＤ用のレーザ光を確実に３ビームに分離することができるので、安定したトラッキング制御用の信号を得ることができる。
【００１９】
請求項４の発明は、請求項１の発明において、有機物は染料である回折素子である。
【００２０】
そのため２種類の波長の光の双方において高い透過率を有し、一方の波長の光に対して透過し、他方の波長の光に対して回折して分離することができる。また回折素子には光吸収する波長に応じて着色するため、製造する際に他の部品と間違えにくい。
【００２１】
請求項５の発明は、請求項１の発明において、第２の部材は紫外線を用いずに硬化させる回折格子である。
【００２２】
紫外線は有機物の構造を一部破壊することがあり、そのため有機物が持つ所定の波長域の光吸収の性質を失わせてしまうことがある。しかし紫外線を用いずに第２の部材を硬化させるためこの有機物の構造は破壊されず、所定の波長域の光吸収はそのまま保たれる。
【００２３】
請求項６の発明は、請求項５の発明において、第２の部材は熱により硬化させる回折素子である。
【００２４】
紫外線を用いずに加熱するだけで第２の部材を硬化させることができるので、有機物が持つ所定の波長域の光吸収はそのまま保つことができる。
【００２５】
請求項７の発明は、請求項１の発明において、第１の部材は第１の樹脂が所定の波長域に光吸収を持たない樹脂であることで、第１の部材が持つ所定の屈折率を形成した回折素子である。
【００２６】
第１の樹脂が所定の波長域に光吸収を持たないために２種類の波長の光での第１の部材の屈折率の差は小さい。そのため、２種類の波長の光での屈折率の差を大きくすることができる第２の部材と組み合わせることで、第１の部材の屈折率を一方の波長の光には第２の部材と同一かつ他方の波長の光には第２の部材と異なる屈折率とすることができる。
【００２７】
請求項８の発明は、請求項１の発明において、第２の部材は所定の波長域に光吸収を持つ染料を含有することで、第２の部材が持つ屈折率を形成した回折素子である。
【００２８】
所定の波長域に光吸収を持つ染料のために、第２の部材は２種類の波長の光での屈折率の差は大きい。そのため、２種類の波長の光での屈折率の差が小さい第１の部材と組み合わせることで、第２の部材の屈折率を一方の波長の光には第１の部材と同一かつ他方の波長の光には第１の部材と異なる屈折率とすることができる。
【００２９】
請求項９の発明は、請求項１の発明において、所定の波長域は２種類の波長の光のうち波長が短い方の光の波長より短い波長域である回折素子である。
【００３０】
２種類の波長の光のうち波長が短い方の光の方が第２の部材の屈折率をより大きく変化させる。そのため２種類の波長の光の双方において高い透過率を有し、一方の波長の光に対して透過し、他方の波長の光に対して回折して分離することができる。
【００３１】
請求項１０の発明は、請求項１の発明において、所定の波長域は２種類の波長の光のうち波長が長い方の光の波長より長い波長域である回折素子である。
【００３２】
２種類の波長の光のうち波長が長い方の光の方が第２の部材の屈折率をより大きく変化させる。そのため２種類の波長の光の双方において高い透過率を有し、一方の波長の光に対して透過し、他方の波長の光に対して回折して分離することができる。
【００３３】
請求項１１の発明は、請求項１の発明において、有機物が持つ所定の波長域の光吸収によって第２の部材が持つ光吸収の光吸収率と、第１の部材が持つ光吸収の光吸収率との差の極大値が５０％以上である回折素子である。
【００３４】
そのため、２種類の波長の光での、第１の部材の屈折率の差に対し、第２の部材の屈折率の差を十分大きくできる。そのために一方の波長の光に対して同じ屈折率を有し、他方の波長の光に対して異なる屈折率を有する効果が顕著に現れる。したがって、波長選択性を有する回折素子としての機能を十分に発揮できる。
【００３５】
請求項１２の発明は、請求項１の発明において、第１の透明基板と第２の透明基板とを備え、第１の透明基板上に回折格子を形成し、第１の透明基板と第２の透明基板の間に回折格子を挟んで貼り合わせた回折素子である。
【００３６】
第１の透明基板と第２の透明基板の間に挟み込むことで第１の部材と第２の部材を合わせた厚さを一定にすることができるとともに、回折格子を保護することができる。
【００３７】
請求項１３の発明は、請求項１の発明において、第１の樹脂または第２の樹脂の少なくとも一方は接着剤である回折素子である。
【００３８】
第１の透明基板と第２の透明基板を強い接着力で接着することができる。
【００３９】
請求項１４の発明は、請求項１の発明において、第１の透明基板を備え、第１の透明基板上に回折格子を形成し、第１の部材または第２の部材のいずれか一方は少なくとも回折格子を構成している領域において第１の透明基板に非接触である回折素子である。
【００４０】
空気中の水分が回折素子の内部に浸入する場合、第１の部材または第２の部材と第１の透明基板との境界部分に最も浸入しやすく、その部分の屈折率が変化する。しかし、第１部材または第２の部材のいずれか一方と第１の透明基板との境界部分は、少なくとも回折格子を構成する領域内で一様に連続であり、水分により屈折率が変化したとしても、第１の部材と第２の部材との屈折率の差の変化はほとんどない。したがって、安定した回折の特性が得られる。
【００４１】
請求項１５の発明は、請求項１の発明において、第１の部材または第２の部材の少なくともいずれか一方は吸水率が２％以下である回折素子である。
【００４２】
空気中の水分が回折素子の内部に浸入しても吸水率が小さいために屈折率の変化が少ない。そのため安定した回折の特性が得られる。
【００４３】
請求項１６の発明は、請求項１の発明において、所定の波長域の光吸収の性質の少なくとも一部を失った有機物を分子レベルで溶解し所定の波長域に光吸収を持たない第１の樹脂を備えた回折素子である。
【００４４】
第１の部材に有機物が溶解していない場合と同じく、２種類の波長の光の双方において高い透過率を有することができる。
【００４５】
請求項１７の発明は、請求項１６の発明において、第１の樹脂と第２の樹脂とは同一であり、第１の部材の光吸収の性質の少なくとも一部を失う前の有機物と第２の部材の有機物とは同一であり、第１の部材が備える有機物の量と第２の部材が備える有機物の濃度とは等しい回折素子である。
【００４６】
第１の部材と第２の部材とは同一の樹脂に等しい濃度の同一の有機物を溶解して含んでいる。そのため、２種類の波長の光のうち所定の波長域から離れている方の波長の光における第１の部材の屈折率と第２の部材の屈折率を合わせやすい。
【００４７】
請求項１８の発明は、レーザ光源からＤＶＤ用のレーザ光とＣＤ用のレーザ光を入射し、ＤＶＤ用のレーザ光は透過させＣＤ用のレーザ光は分離して光ディスクに出射する回折素子であって、第１の樹脂を備え所定の屈折率を持つ第１の部材と、ＤＶＤ用のレーザ光には所定の屈折率を持つ第１の部材と同一の屈折率を持ちかつＣＤ用のレーザ光には所定の屈折率を持つ第１の部材の屈折率とは異なる屈折率を持つ第２の部材と、を具備し、
第１の部材と第２の部材とは前記２種類の波長の光の入射面内で交互に配列されて回折格子を構成し、第２の部材は所定の波長域に光吸収を持つ染料を分子レベルで溶解する第２の樹脂とを備えて紫外線を用いずに硬化させることで第２の部材が持つ屈折率を形成した回折素子である。
【００４８】
そのためＤＶＤ用とＣＤ用のレーザ光において高い透過率を有し、ＤＶＤ用のレーザ光に対して透過し、ＣＤ用のレーザ光に対して回折して分離することができる。ＤＶＤ用の光は３ビームに分離されないため、損失を抑えることができる。そのため、光ディスクに到達する光強度を強くすることができ、高倍速化に対応させることができる。またＣＤ用のレーザ光を確実に３ビームに分離することができるので、安定したトラッキング制御用の信号を得ることができる。また回折素子には着色するため、製造する際に他の部品と間違えにくい。さらに紫外線を用いずに第２の部材を硬化させるためこの有機物の構造は破壊されず、所定の波長域の光吸収はそのまま保たれる。
【００４９】
請求項１９の発明は、光源から２種類の波長の光を入射し、一方の波長の光は透過させ他方の波長の光は分離して光ディスクに出射する回折素子であって、第１の樹脂を備え所定の屈折率を持つ第１の部材と、所定の波長域に光吸収を持つことで、一方の波長の光には所定の屈折率を持つ第１の部材と同一の屈折率を持ちかつ他方の波長の光には所定の屈折率を持つ第１の部材の屈折率とは異なる屈折率を持つ第２の部材と、を具備し、第１の部材と第２の部材とは２種類の波長の光の入射面内で交互に配列されて回折格子を構成し、第２の部材は第２の樹脂を備え第２の樹脂自体が所定の波長域に光吸収を持つ回折素子である。
【００５０】
そのため２種類の波長の光の双方において高い透過率を有し、一方の波長の光に対して透過し、他方の波長の光に対して回折して分離することができる。
【００５１】
請求項２０の発明は、請求項１９の発明において、第２の樹脂は共役二重結合を有する回折素子である。
【００５２】
共役二重結合を有することで所定の波長域に光吸収を有することができる。
【００５３】
請求項２１の発明は、請求項２０の発明において、共役二重結合を有する第２の樹脂は芳香族ポリイミドである回折素子である。
【００５４】
ポリイミドを硬化させる温度で回折素子の回折の特性を制御することができる。
【００５５】
請求項２２の発明は、光源から２種類の波長の光を入射し、一方の波長の光は透過させ他方の波長の光は分離して光ディスクに出射する回折素子の製造方法であって、所定の波長域に光吸収を持つ有機物を分子レベルで溶解して樹脂に混合する第１工程と、混合した樹脂を第１の透明基板に塗布し紫外線を用いずに硬化する第２工程と、硬化した樹脂に所定領域のみ紫外線を透過するマスクパターンを介して紫外線を照射する第３工程と、紫外線を透過した所定の領域を有機物が光吸収の性質の少なくとも一部を失った第１の部材、紫外線を透過しなかった領域を有機物が光吸収の性質を維持した第２の部材とし、第２の部材が一方の波長の光には第１の部材と同一の屈折率を持ちかつ他方の波長の光には第１の部材の屈折率とは異なる屈折率を持つ回折格子を生成する第４工程と、を備えたことを特徴とする回折素子の製造方法である。
【００５６】
マスクパターンで遮光されて紫外線が照射されなかった部分は所定の波長域に光吸収を持つ有機物がそのまま保存されるので第２の部材として機能し、紫外線が照射された部分は有機物の構造が一部破壊され有機物が持つ光吸収の性質の少なくとも一部を実質失わせるので第１の部材として機能する。また第１の部材と第２の部材を第１の透明基板上に同時に形成することができるので、このように簡単な方法で回折素子を製造することができる。また、第１の部材または第２の部材による凹凸を形成する必要がないので第１の部材および第２の部材の表面を容易に平坦にすることが可能で、第１の部材と第２の部材の厚さは一定である。そのため第２の透明基板を設けなくても良い。
【００５７】
第２３の発明は、ＤＶＤ用のレーザ光とＣＤ用のレーザ光を出射するレーザ光源と、ＤＶＤ用のレーザ光は透過させるとともにＣＤ用のレーザ光は分離して光ディスクに出射する回折素子とを具備し、回折素子は、第１の樹脂を備え所定の屈折率を持つ第１の部材と、ＤＶＤ用のレーザ光には所定の屈折率を持つ第１の部材と同一の屈折率を持ちかつＣＤ用のレーザ光には所定の屈折率を持つ第１の部材の屈折率とは異なる屈折率を持つ第２の部材と、を具備し、第１の部材と第２の部材とは２種類の波長の光の入射面内で交互に配列されて回折格子を構成し、第２の部材は所定の波長域に光吸収を持つ染料を分子レベルで溶解する第２の樹脂とを備えて紫外線を用いずに硬化させることで第２の部材が持つ屈折率を形成した光ピックアップ装置である。
【００５８】
ＤＶＤ用のレーザ光においてもＣＤ用のレーザ光においても高い透過率を有することができる。そのため光ディスクに照射されるレーザ光を大出力化でき、高倍速化に対応した光ピックアップ装置とすることができる。しかも、ＤＶＤ用のレーザ光とＣＤ用のレーザ光を出射するレーザ光源を搭載した光ピックアップ装置において透過率が高い回折素子が搭載できるので、いわゆる２波長半導体レーザを搭載した光ピックアップ装置の高倍速化に対応させることができる。
【００５９】
請求項２４の発明は、ＤＶＤ用のレーザ光とＣＤ用のレーザ光を照射するレーザ光源と、ＤＶＤ用のレーザ光は透過させるとともにＣＤ用のレーザ光は分離して光ディスクに出力する回折素子とを具備し、回折素子は、第１の樹脂を備え所定の屈折率を持つ第１の部材と、ＤＶＤ用のレーザ光には所定の屈折率を持つ第１の部材と同一の屈折率を持ちかつＣＤ用のレーザ光には所定の屈折率を持つ第１の部材の屈折率とは異なる屈折率を持つ第２の部材と、を具備し、第１の部材と第２の部材とは２種類の波長の光の入射面内で交互に配列されて回折格子を構成し、第２の部材は所定の波長域に光吸収を持つ染料を分子レベルで溶解する第２の樹脂とを備えて紫外線を用いずに硬化させることで第２の部材が持つ屈折率を形成した光ディスク装置である。
【００６０】
ＤＶＤ用のレーザ光においてもＣＤ用のレーザ光においても高い透過率を有することができ、回折素子での損失を抑えることができる光ピックアップ装置を搭載している。そのため光ディスクに照射されるレーザ光を大出力化でき、高倍速化に対応させた光ディスク装置とすることができる。
【００６１】
（実施の形態１）
図面を参照しながら本発明の実施の形態１について説明する。
【００６２】
まず構成について説明する。図１は本発明の実施の形態１における回折素子の構成図である。図１（ａ）は本発明の実施の形態１における回折素子の構成図の波長λ１の光が透過する場合を示す図、図１（ｂ）は波長λ２の光が透過する場合を示す図である。回折素子は回折格子を構成する第１の部材２と第２の部材３とが第１の透明基板１と第２の透明基板４との間に挟まれて構成される。本発明の回折素子は光源から２種類の波長の光を入射し、一方の波長の光は透過させ他方の波長の光は分離して光ディスクに出射する働きを持つ。回折格子は第１の部材２と第２の部材３を縞状に略平行に２種類の波長の光の入射面内で交互に並べて適切に配置することで回折現象を引き起こす。２種類の波長の光は波長λ１（約６５０ｎｍ）のＤＶＤ用のレーザ光と波長λ２（約７８０ｎｍ）のＣＤ用のレーザ光とする。
【００６３】
第１の透明基板１はＢＫ７で代表されるような光学ガラスや光学プラスチックである。本発明において透明とは回折素子を透過する所定の全ての波長域の光がほぼ透過するという意味である。第１の透明基板１は通常表面、裏面とも平坦になるように磨かれる。第１の透明基板１は円柱や直方体の形状であるが、設計により楕円柱、角丸四角柱、Ｃ面取りやＲ面取りした形状等のその他の形状としても良い。この基板上に回折を行う第１の部材２と第２の部材３を形成する。
【００６４】
第１の部材２は波長λ１の光と波長λ２の光を透過し所定の波長域に光吸収を持たない第１の樹脂２ａを備える。第１の樹脂２ａは、透明な樹脂であり、例えば米国エポキシテクノロジー社製のＥｐｏ−Ｔｅｋの３１０や３２０、３３０等のエポキシ系の熱硬化型接着剤、Ｅｐｏ−ＴｅｋのＯＧ１１４等のアクリル系紫外線硬化型接着剤、旭化成エレクトロニクス（株）製のＰＩＭＥＬ７６４０等のポリイミド樹脂、ＡＺエレクトロニックマテリアルズ（株）製のＡＺ６１３０等のレジスト等が使われる。
【００６５】
第２の部材３は波長λ１の光と波長λ２の光を透過し所定の波長域に光吸収を持つ有機物５と有機物５を溶解する第２の樹脂３ａを備える。すなわち有機物５は溶質、第２の樹脂３ａは溶媒である。
【００６６】
有機物５は所定の波長域に光吸収を持っており、可視光の波長域に光吸収がある場合、有機物５は一般的に顔料と染料に大別される。その中で染料は紫外線の照射により一部構造が破壊されてしまう場合があるものの、分子レベルで溶解しているため波長λ１および波長λ２における透過率を粒子で構成されている顔料より高くすることができる。有機物５はたとえば波長λ１より短い波長域に光吸収を持つものとして、波長λ１がＤＶＤで使われる約６５０ｎｍの場合、赤色染料である赤色１０２号や赤色２号等がある。また波長λ１がＢＤ（Ｂｌｕ−ｒａｙ  Ｄｉｓｃ）やＨＤ  ＤＶＤ（Ｈｉｇｈ  Ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ  ＤＶＤ）で使われる約４０５ｎｍの場合、銅クロロフィリンナトリウム等がある。この銅クロロフィリンナトリウムは薄い青色であり、可視光の波長域の光吸収はほとんど持たず、紫外線の波長域の光吸収が大半であるため、染料と表現できるぎりぎりのものである。また波長λ２より長い波長域に光吸収を持つものとして、波長λ２がＣＤで使われる約７８０ｎｍの場合、赤外線の波長域に光吸収がある（株）林原生物化学研究所製のＮＫ−４４３２、ＮＫ−４４８９、ＮＫ−２９１１等がある。これらは染料と表現できるものではない。なお、有機物５は、所定の波長域に光吸収を持たせるために、複数種類の有機物を混ぜたものとしても構わない。
【００６７】
第２の樹脂３ａは透明な樹脂であり、例えばＥｐｏ−ｔｅｋの３１０や３２０、３３０等のエポキシ系の熱硬化型接着剤等がある。これらの樹脂は熱硬化性であり、紫外線を照射しなくても加熱するだけで硬化する。これらの樹脂は接着剤であるので第１の透明基板１と第２の透明基板４を強い接着力で接着する。また熱硬化するＰＩＭＥＬ７６４０等のポリイミド樹脂、ＡＺ６１３０等のレジスト等でも良い。また、嫌気性樹脂を用いても良く、紫外線を照射せず第１の透明基板１と第２の透明基板４に挟み込むだけで硬化する。
【００６８】
第２の透明基板４はＢＫ７で代表される光学ガラスや光学プラスチックであり、第１の部材２および第２の部材３を保護する。第２の透明基板４は通常表面、裏面とも平坦になるように磨かれる。
【００６９】
次に回折素子の原理について説明する。図２は所定の波長域に光吸収を持つ有機物の有無での波長と光吸収率の関係および屈折率の差を示した図である。図３は回折素子として使用する際の波長と光吸収率、屈折率の関係を示した図であり、図３（ａ）は波長λ１より短い波長域に光吸収を持つ場合の回折素子として使用する際の波長と光吸収率、屈折率の関係を示した図、図３（ｂ）は波長λ２より長い波長域に光吸収を持つ場合の図である。
【００７０】
有機物５は所定の波長域に光吸収を持っており、これを溶媒である樹脂に溶解させてもこの光吸収の性質を希釈されて保持する。この領域で最も大きい光吸収率を極大光吸収率という。この光吸収の影響で、有機物５の電子エネルギーが変化（励起）し、結果的にこの有機物５を溶解した樹脂の屈折率に影響を及ぼし、光吸収を示す波長域およびその波長域に近い波長における樹脂の屈折率は大きく変化する（異常分散現象）。回折素子として使用する場合、図３（ａ）にある波長λ１より短い波長域に光吸収を持つ有機物５または図３（ｂ）にある波長λ２より長い波長域に光吸収を持つ有機物５を選定する必要がある。また波長λ１及び波長λ２では、レーザから発する光量をできるだけ損失しないように、この波長での吸収はほぼ０％に近くなるように選定する。
【００７１】
図４は波長λ１および波長λ２における第１の部材２と第２の部材３の屈折率のパターンを示した図であり、図４（ａ）は波長λ１より短い波長域に光吸収を持つ有機物を用い波長λ１での屈折率を等しくし波長λ２での屈折率に差をつけた場合の波長λ１および波長λ２における第１の部材と第２の部材の屈折率のパターンを示した図、図４（ｂ）は波長λ１より短い波長域に光吸収を持つ有機物を用い波長λ１での屈折率に差をつけ波長λ２での屈折率を等しくした場合の図、図４（ｃ）は波長λ２より長い波長域に光吸収を持つ有機物を用い波長λ１での屈折率を等しくし波長λ２での屈折率に差をつけた場合の図、図４（ｄ）は波長λ２より長い波長域に光吸収を持つ有機物を用い波長λ１での屈折率に差をつけ波長λ２での屈折率を等しくした場合の図である。このように第１の樹脂２ａ、有機物５およびその有機物５を溶解する第２の樹脂３ａの材料を適切に選定することにより、波長λ１および波長λ２における第１の部材２と第２の部材３との屈折率の差を適宜制御できる。たとえば、図４（ｂ）に示すような場合、第１の樹脂２ａと第２の樹脂３ａを同じ樹脂材料とすれば波長λ１で第１の部材２の屈折率ｎ１（λ１）と第２の部材３の屈折率ｎ２（λ１）に差をつけて波長λ２で第１の部材２の屈折率ｎ１（λ２）と第２の部材３の屈折率ｎ２（λ２）をほぼ同じにしたりすることができる。そのため波長λ１で回折、波長λ２で透過させる事が可能となる。また、第１の樹脂２ａや第２の樹脂３ａとして硬化性樹脂を選定した場合、樹脂を硬化する条件を適宜設定することにより、樹脂硬化率を調整することが可能となり、各材料の屈折率の差をさらに適切に制御できる。ただし、波長λ１での回折効率については、回折格子の深さと波長λ１での第１の部材２の屈折率ｎ１（λ１）と第２の部材３との屈折率ｎ２（λ１）の差によって決まる。また、その逆に図４（ｃ）に示すような場合、第１の樹脂２ａと第２の樹脂３ａを同じ樹脂材料として波長λ１で第１の部材２の屈折率ｎ１（λ１）と第２の部材３の屈折率ｎ２（λ１）を同じにすれば、波長λ２で第１の部材２の屈折率ｎ１（λ２）と第２の部材３の屈折率ｎ２（λ２）に差が生じ、その結果、波長λ１で透過、波長λ２で回折させることができる。図１に示す回折素子は図４（ａ）または（ｃ）のパターンとすることで実現できる。
【００７２】
また、第２の部材３の極大光吸収率は１００％に近く、第１の部材２の極大光吸収率は０％に近い方が望ましい。有機物５を溶解することで屈折率の変化が起こるが、その変化量の大小は有機物５のモル吸光係数、あるいは有機物５の混合量に依存し、光吸収率に反映される。この極大吸収率が大きくなると、その分屈折率の変化量も大きくなる。第２の部材３の屈折率の変化量が大きく、第１の部材２の屈折率の変化量が小さいと、回折格子として機能させる波長での回折格子内の屈折率差を大きくすることができるため所定の分光比（＋１次光の回折効率／０次光の透過率）を得るための回折格子の深さが少なくて済む。そのため回折格子形成のプロセス上工数を削減することができる。回折格子の深さが深くなると、エッチングで回折格子を掘ったり、マスクパターン１１を介して紫外線照射で有機物５を分解させ化学的処理で凹凸形状を作製したりしても、大きく矩形形状からずれてしまい、特性のばらつき要因となってしまう。逆に回折格子の深さが浅いほど設計に近い理想に近いパターン断面の矩形形状を得ることができる。理想に近いパターン断面の矩形形状を得るためには回折格子の深さは８μｍ以下とすることが求められる。回折格子の深さを８μｍ以下とするには第２の部材３の光吸収率と第１の部材２の光吸収率との差の極大値を８０％以上とすればよい。前記光吸収率の差の極大値を８０％以上とすることにより、設計に近い回折格子を得ることができる。また、回折格子の深さを１０μｍ以下とすれば、特性がばらつかない範囲でパターン断面の矩形形状を得ることができる。回折格子の深さを１０μｍ以下とするには前記光吸収率の差の極大値を６０％以上とすればよい。前記光吸収率の差の極大値を６０％以上とすれば安定した特性が得られる。また、回折格子の深さが１１μｍ以下であれば多少特性がばらつき、工数もかかるものの使用することが可能である。回折格子の深さを１１μｍ以下とするには前記光吸収率の差の極大値を５０％以上としなければならない。前記光吸収率の差の極大値が５０％以上であれば回折素子としての機能を十分に発揮でき好ましく使うことができる。
【００７３】
次に作製手順について説明する。図５は本実施の形態１の回折素子の作製手順図である。図５（ａ）は第１の透明基板を示す図、図５（ｂ）は第１の透明基板に第１の部材を塗布し、硬化した図、図５（ｃ）はマスクパターンを介して紫外線を照射した図、図５（ｄ）は第１の部材による凹凸形状が出来上がった図、図５（ｅ）は第２の部材を充填した図、図５（ｆ）は第２の透明基板を重ね合わせて加熱保持して第２の部材を硬化させた図である。ここでは、物理的に凹凸形状を形成して回折格子を作製する場合を示す。
【００７４】
まず図５（ａ）に示すような第１の透明基板１に図５（ｂ）に示すように第１の樹脂２ａをスピンコート法で所定の厚さで均一になるように塗布し、加熱保持して硬化する。次に図５（ｃ）に示すように所定のパターンとなるようなマスクパターン１１を介して紫外線を照射、現像して図５（ｄ）のように所定の凹凸形状を形成する。具体的な凹凸形状パターンの作製方法として、例えば、第１の樹脂２ａの上にレジストを塗布し、所定のパターンとなるようにマスクパターン１１を介して紫外線を照射し、現像後、ドライエッチングを行う方法がある。あるいは、第１の樹脂２ａとして感光性材料を使い、所定の均一な厚さに塗布し、所定のパターンとなるようにマスクパターン１１を介して紫外線を照射し、現像を行っても良い。この第１の樹脂２ａによる凹凸形状の段差が回折格子の深さとなる。ここで必要に応じて最終硬化を実施しても良い。各硬化条件を適宜設定することにより第１の樹脂２ａの屈折率を調整することが可能である。次に有機物５を溶解させた第２の樹脂３ａを図５（ｅ）に示すようにスピンコート法やスクリーン印刷法等で前記凹凸形状の凹部に充填し、図５（ｆ）に示すように第２の透明基板４をその上に重ね合わせる。最後に全体を加熱保持し、所定の寸法に切断し、完成とする。
【００７５】
第２の樹脂３ａは熱硬化型の接着剤であるため第１の透明基板１、第１の部材２、第２の部材３、第２の透明基板４を強く接着する。また、有機物５は回折素子を作製中、紫外線は非照射であったのでその光吸収の機能は全く失われないため有機物５は紫外線によって失う機能分をあらかじめ加えておく必要がない。そのため、回折素子として有機物５は低濃度で機能を十分に発揮するとともに、顔料のように粒子が樹脂中に分散し浮遊しているのとは異なり、有機物５が分子レベルで第２の樹脂３ａに溶解しているため光の分散は全くなく透過率が高くなる。さらに第２の樹脂３ａの硬化条件を適宜設定することで屈折率を調整することが可能である。そしてたとえば図１（ａ）に示すように、波長λ１において第１の部材２の屈折率ｎ１（λ１）と第２の部材３の屈折率ｎ２（λ１）をほぼ等しくなるように材料を選択した場合、図１（ｂ）に示すように波長λ２において第１の部材２の屈折率ｎ１（λ２）と第２の部材３の屈折率ｎ２（λ２）で差が生じる。そのため波長λ１の光には回折格子内で屈折率に差がないためそのまま透過し、波長λ２の光には回折格子内で屈折率に差が生じるため回折し、波長によって特性の異なる回折素子を得ることができる。
【００７６】
なお、第１の樹脂２ａには、あらかじめ紫外線を照射して分解して所定の光吸収をなくした有機物５を溶解しても良い。その際、第１の樹脂２ａを第２の樹脂３ａと同じ材料とし、第１の樹脂２ａに溶解させる有機物５と第２の樹脂３ａに溶解させる有機物５とを同じ濃度とすることで図４（ｂ）または図４（ｃ）のパターンにすることもできる。ここで照射するのは紫外線に限るものではなく真空紫外線、Ｘ線、γ線等の波長が紫外線以下の光であり、有機物５の構造を一部破壊して所定の光吸収の性質を失わせる光であれば良い。
【００７７】
なお、第１の部材２または第２の部材３の少なくともいずれか一方は吸水率が２％以下であることが望ましい。空気中の水分が回折素子の内部に浸入しても吸水率が小さいために屈折率の変化が少ない。そのため安定した回折の特性が得られる。また、吸水率の小さい材料で回折格子全体を囲んで外部からの水分浸入を防ぐこともできる。
【００７８】
（実施の形態２）
本発明の実施の形態２について図面を参照しながら説明する。図６は本実施の形態２の回折素子の作製手順図である。図６（ａ）は第１の透明基板を示す図、図６（ｂ）は第１の透明基板に第２の部材を塗布し、硬化した図、図６（ｃ）はマスクパターンを介して紫外線を照射した図、図６（ｄ）は第２の部材による凹凸形状が出来上がった図、図６（ｅ）は第１の部材を充填した図、図６（ｆ）は第２の透明基板を重ね合わせて加熱保持して第１の部材を硬化させた図である。本実施の形態２は有機物５を溶解した第２の樹脂３ａで物理的に凹凸形状を形成して回折格子を作製する場合である。
【００７９】
本実施の形態２において第１の透明基板１および第２の透明基板４は実施の形態１と同じであり、その説明を援用する。第１の樹脂２ａとして米国エポキシテクノロジー社製のエポキシ系熱硬化型の接着剤であるＥｐｏ−Ｔｅｋの３１０や３２０、３３０等を用いた。また熱硬化する旭化成エレクトロニクス（株）製のＰＩＭＥＬ７６４０等のポリイミド樹脂、ＡＺエレクトロニックマテリアルズ（株）製のＡＺ６１３０等のレジスト等でも良い。第２の樹脂３ａにＥｐｏ−Ｔｅｋの３１０や３２０、３３０等を用いた。また熱硬化するＰＩＭＥＬ７６４０等のポリイミド樹脂、ＡＺ６１３０等のレジスト等でも良い。有機物５として波長λ１より短い波長域に光吸収を持ち波長λ１が約６５０ｎｍの場合として赤色１０２号や赤色２号等のうち１種類を第２の樹脂３ａに溶解させた。また波長λ１より短い波長域に光吸収を持ちλ１が約４０５ｎｍの場合として銅クロロフィリンナトリウム等でも良い。さらには波長λ２より長い波長域に光吸収を持ち波長λ２が約７８０ｎｍの場合として（株）林原生物化学研究所製のＮＫ−４４３２、ＮＫ−４４８９、ＮＫ−２９１１等としても良い。なお、有機物５は、所定の波長域に光吸収を持たせるために、複数種類の有機物を混ぜたものとしても構わない。
【００８０】
図６（ａ）に示すような第１の透明基板１に図６（ｂ）に示すように有機物５を溶解した第２の樹脂３ａをスピンコート法で所定の厚さで均一になるように塗布し、加熱保持して硬化する。次に図６（ｃ）に示すように所定のパターンになるようなマスクパターン１１を介して紫外線を照射、現像して第２の部材３による所定の凹凸形状を作製する。具体的な凹凸形状パターンの作製方法として、例えば、第２の樹脂３ａの上にレジストを塗布し、所定のパターンとなるようにマスクパターン１１を介して紫外線を照射し、現像後、ドライエッチングを行う方法がある。あるいは、第２の樹脂３ａとして感光性材料を使い、所定の均一な厚さに塗布し、所定のパターンとなるようにマスクパターン１１を介して紫外線を照射し、現像を行っても良い。この際、第２の部材３として残すのはマスクパターン１１により紫外線が非照射であった部分とする。次に図６（ｄ）に示すように第１の樹脂２ａをスピンコート法やスクリーン印刷法等で前記凹凸形状の凹部に充填し、図６（ｆ）に示すように第２の透明基板４を重ね合わせる。最後に全体を加熱保持し、所定の寸法に切断し、完成とする。
【００８１】
有機物５を溶解している第２の樹脂３ａは所定のパターンになるようなマスクパターン１１を介して紫外線が照射された。しかし第２の部材３として第１の透明基板１上に残っているのはマスクパターン１１によって紫外線が非照射であった部分であるため、第２の部材３に含まれる有機物５は紫外線による光反応等のダメージを受けていない。よって、有機物５は所定の屈折率を第２の部材３に与える。そのため図１（ａ）に示すのと同じように、波長λ１において第１の部材２の屈折率ｎ１（λ１）と第２の部材３の屈折率ｎ２（λ１）を等しくなるように材料を選択した場合、図１（ｂ）に示すのと同じように波長λ２において第１の部材２の屈折率ｎ１（λ２）と第２の部材３の屈折率ｎ２（λ２）で差を生じさせることができる。したがって、波長λ１の光には回折格子内で屈折率差がないため、そのまま透過し、波長λ２の光には回折格子内で屈折率差が生じるため回折し、波長によって特性の異なる波長選択性を有する回折素子を得ることができる。
【００８２】
また実施の形態１と同様に、第１の樹脂２ａには、あらかじめ紫外線を照射して分解して所定の光吸収をなくした有機物５を溶解しても良い。その際、第１の樹脂２ａを第２の樹脂３ａと同じ材料とし、第１の樹脂２ａに溶解させる有機物５と第２の樹脂３ａに溶解させる有機物５とを同じ濃度とすることで図４（ｂ）または図４（ｃ）のパターンにすることもできる。ここで照射するのは実施の形態１と同様に紫外線に限るものではなく真空紫外線、Ｘ線、γ線等の波長が紫外線以下の光であり、有機物５の構造を一部破壊して所定の光吸収の性質を失わせる光であれば良い。
【００８３】
（実施の形態３）
本発明の実施の形態３について図面を参照しながら説明する。図７は本実施の形態３の回折素子の作製手順図である。図７（ａ）は有機物を溶解した第２の樹脂を示す図、図７（ｂ）は第１の透明基板を示す図、図７（ｃ）は第１の透明基板に第２の部材を塗布し、硬化した図、図７（ｄ）はマスクパターンを介して紫外線を照射した図、図７（ｅ）は紫外線照射／非照射で回折格子が形成された図である。本実施の形態３においては実施の形態１や実施の形態２に示すような物理的な凹凸形状は形成せずに回折格子を形成する。
【００８４】
本実施の形態３において第１の透明基板１は実施の形態１と同じであり、その説明を援用する。第２の樹脂３ａに米国エポキシテクノロジー社製のＥｐｏ−Ｔｅｋの３１０や３２０、３３０等のエポキシ系の熱硬化型接着剤、Ｅｐｏ−ＴｅｋのＯＧ１１４等のアクリル系紫外線硬化型接着剤、旭化成エレクトロニクス（株）製のＰＩＭＥＬ７６４０等のポリイミド樹脂、ＡＺエレクトロニックマテリアルズ（株）製のＡＺ６１３０等のレジスト等を用いた。有機物５として波長λ１より短い波長域に光吸収を持ち波長λ１が約６５０ｎｍの場合として赤色１０２号や赤色２号等のうち１種類を第２の樹脂３ａに溶解させた。また波長λ１より短い波長域に光吸収を持ちλ１が約４０５ｎｍの場合として銅クロロフィリンナトリウム等でも良い。さらには波長λ２より長い波長域に光吸収を持ち波長λ２が約７８０ｎｍの場合として（株）林原生物化学研究所製のＮＫ−４４３２、ＮＫ−４４８９、ＮＫ−２９１１等としても良い。なお、有機物５は、所定の波長域に光吸収を持たせるために、複数種類の有機物を混ぜたものとしても構わない。
【００８５】
まず、図７（ａ）に示すように第２の樹脂３ａに有機物５を溶解させる。次に図７（ｂ）に示すような第１の透明基板１に有機物５を溶解した第２の樹脂３ａを図７（ｃ）に示すようにスピンコート法で樹脂厚が均一になるように塗布する。次に加熱保持して硬化する。最後に図７（ｄ）に示すように所定のパターンになるようなマスクパターン１１を介して紫外線を照射して、所定の寸法に切断する。この際、図７（ｅ）に示すように、マスクパターン１１により紫外線が非照射であった部分の有機物５は紫外線による光反応等のダメージを受けていない。したがって、第２の部材３としての所定の機能を果たす。一方、紫外線が照射された部分の有機物５は紫外線により光反応等が起こり分解するため、波長λ１および波長λ２の屈折率の変化を起こすだけの光吸収は持たない。よって、この紫外線が照射された部分は光吸収を持たない第１の部材２として機能する。その結果、有機物５として波長λ１より短い波長域に光吸収を持つ場合、波長λ２では第１の部材２の屈折率ｎ１（λ２）と第２の部材３の屈折率ｎ２（λ２）がほぼ等しくなり、波長λ１では第１の部材２の屈折率ｎ１（λ１）と第２の部材３の屈折率ｎ２（λ１）で屈折率に差が生じる。そのため波長λ１の光には回折格子内で屈折率に差が生じるため回折し、波長λ２の光には回折格子内で屈折率に差が生じないためそのまま透過し、波長によって特性の異なる波長選択性を有する回折素子を得ることができる。また波長λ２より長い波長域に光吸収を持つ場合、波長と屈折率の関係が逆になり、波長λ１の光には回折格子内で屈折率に差が生じないためそのまま透過し、波長λ２の光には回折格子内で屈折率に差が生じるため回折し、波長によって特性の異なる波長選択性を有する回折素子を得ることができる。なお、ここで照射するのは紫外線に限るものではなく真空紫外線、Ｘ線、γ線等の波長が紫外線以下の光であり、有機物５の構造を一部破壊して所定の光吸収の性質を失わせる光であれば良い。また第２の部材３の光吸収率と第１の部材２の光吸収率との差の極大値が５０％以上となる程度にこの光が照射されることによって、この回折素子はその機能を十分に発揮できる。
【００８６】
なお、本実施の形態３では第２の透明基板４を設けていない。これは、以下の理由による。実施の形態１および実施の形態２では紫外線の照射、現像で第１の部材２または第２の部材３の凹凸形状を作製し、その凹凸形状の凹部に充填するように第２の樹脂３ａまたは第１の樹脂２ａを塗布する。この塗布方法としてスピンコート法があるが、スピンコート方法では塗布後の表面形状はどうしても凹凸形状が反映された形でしか塗布できず、塗布後の表面が完全に平坦にするのは困難である。完全に平坦にならないと、この回折素子を透過した光はその凹凸による光路長差によって干渉を起こしてしまう。そこで、貼り合わされる表面が平坦である第２の透明基板４を重ね合わせることで塗布後の第２の部材３または第１の部材２の表面を平坦化している。また第２の透明基板４を設けることで第１の部材２と第２の部材３を保護する役割も第２の透明基板４に持たせている。ところが、本実施の形態３ではスピンコート法で凹凸形状の凹部を充填する工程がないため、特に第２の透明基板４を設ける必要はない。
【００８７】
ただし、組立時の回折格子への傷防止や信頼性の向上等を考えた場合、第２の透明基板４としてエポキシ樹脂のような接着剤をスピンコート法で均一に塗布して、その後熱硬化させて保護膜としても構わない。もちろん、実施の形態１や実施の形態２のように第２の透明基板４を接着剤を介して貼り合わせても構わない。その際、第２の透明基板４を貼り合わせるのは紫外線の照射後が望ましい。第２の透明基板４は紫外線が照射されて一旦完成した回折素子の表面に接着剤を塗布して重ね合わせられ、全体を加熱保持されて完成となる。第２の樹脂３ａを塗布した後第２の透明基板４を重ね合わせる場合、マスクパターン１１を介して紫外線を照射すると第２の透明基板４の厚みの分、パターン精度が劣化し、紫外線が照射された部分と非照射である部分の境界がぼやける恐れがあるからである。ただし、その場合第２の樹脂３ａは熱硬化性の接着剤でもあるため、改めて接着剤を塗布する必要はなく、工程を簡単にすることができる。
【００８８】
（実施の形態４）
本実施の形態４について図面を参照しながら説明する。本実施の形態４は第１の部材または第２の部材のいずれか一方が少なくとも前記回折格子を構成している領域において第１の透明基板に非接触である回折素子である。図８（ａ）は本実施の形態４の凹部における第１の部材の全ては除去せずに薄く残した場合の構成図、図８（ｂ）は凹部における第２の部材の全ては除去せずに薄く残した場合の構成図、図８（ｃ）は回折格子を構成する領域の凹部における第１の部材の全ては除去せずに薄く残した場合の構成図、図８（ｄ）は回折格子を構成する領域の凹部における第２の部材の全ては除去せずに薄く残した場合の構成図である。凹凸形状を形成する実施の形態１における第１の部材２も実施の形態２における第２の部材３も凹部は第１の透明基板１が露出し、それぞれ第２の部材３や第１の部材２と接しているように、図１、図５、図６には表現されている。しかし、凹部に第１の透明基板１を露出させる必要はなく、第１の部材２や第２の部材３を残しても構わない。
【００８９】
第１の透明基板１、第１の樹脂２ａ、第２の樹脂３ａ、有機物５、第２の透明基板４は実施の形態１と同じであり、その説明を援用する。図８（ａ）の場合、まず、第１の透明基板１の表面に第１の樹脂２ａをスピンコート法で所定の厚さで均一になるように塗布し、加熱保持して硬化し、第１の部材２とする。次に第１の部材２に所定の凹凸形状パターンを形成する。凹凸形状作製方法として、第１の部材２の上にレジストを塗布し、所定のパターンとなるようにマスクパターン１１を介して紫外線を照射し、現像後、ドライエッチングを行う方法がある。その際、ドライエッチングは所定の深さまで達したら終了とし、第１の部材２の凹部を全て除去しないようにする。また、第１の樹脂２ａとして感光性材料を使い、所定の均一な厚さに塗布し、所定のパターンとなるようにマスクパターン１１を介して紫外線を照射し、現像を行っても良い。その際、所定の深さまでしか第１の部材２が除去されないように紫外線の照射量と現像条件を制御する。この第１の部材２の凹凸形状の凸部と凹部の高さの差が回折格子の深さとなる。次にスピンコート法やスクリーン印刷法等であらかじめ有機物５を溶解した第２の樹脂３ａを第１の部材２による凹凸形状の間に充填するように塗布する。第２の透明基板４をその上に重ね合わせて全体を加熱保持する。硬化した第２の樹脂３ａを第２の部材３とする。第１の透明基板１には第１の部材２のみが接し、第２の部材３は非接触である。最後に所定の寸法に切断し、完成とする。
【００９０】
また、図８（ｂ）の場合は、第１の部材２と第２の部材３とを図８（ａ）の場合に対して入れ替えて作製する。その際、図８（ａ）の場合と同様の作製方法で作製すると、第２の部材３の凹部に紫外線が照射され、有機物５の構造が一部破壊されて所定の波長域の光吸収を失うことも有り得るが、実質的には凹部の厚さが薄いので影響は小さい。
【００９１】
第１の部材２で凹凸形状を形成し、外部から回折格子部に水分の浸入がある場合を考察する。また、第１の部材２が水分の浸入があった場合にその表面部分で屈折率が変化しやすいものとする。一般に第１の透明基板１のような無機物と第１の部材２や第２の部材３のような有機物との界面の方が、第１の部材２と第２の部材３のような有機物同士の界面よりも密着力が弱く、水分が浸入しやすい傾向にある。凹凸形状の凹部における第１の部材２の全てを除去する構成において、第１の部材２と第１の透明基板１の界面から水分が浸入しやすいため、第１の透明基板１との界面部分の第１の部材２の屈折率のみが変化する。その結果、第１の部材２全体として屈折率が変化し、第２の部材３の屈折率は変化しないような挙動となるため、分光比が変化してしまう。そのため、第１の部材２または第２の部材３の少なくともいずれか一方の吸水率を２％以下として空気中の水分が回折素子の内部に浸入しても屈折率の変化を小さくすることが望ましい。
【００９２】
一方、凹凸形状の凹部における第１の部材２を残す構成において、同様に第１の部材２と第１の透明基板１の界面から水分が浸入し、第１の透明基板１との界面部分の第１の部材２の屈折率が変化する。しかし、第１の部材２の屈折率の変化は凹凸形状の凸部も凹部も同じように発生する。そのため凸部の屈折率の変化と凹部の屈折率の変化が同じように発生する。したがって水分の浸入があっても凸部と凹部の屈折率の差は変化が小さく、分光比の変化も小さい。
【００９３】
また、水分が浸入する原因の１つに界面剥離がある。界面剥離を抑制するためには界面の面積を大きくすることが有効である。凹凸形状の凹部の第１の部材２を残す構成における第１の部材２と第１の透明基板１の接触面積は、凹部の第１の部材２を全て除去する構成における第１の部材２と第１の透明基板１の接触面積や第２の部材３と第１の透明部材１の接触面積よりも広い。したがって、界面剥離が生じにくいという効果も考えられる。
【００９４】
すなわち空気中の水分が回折素子の内部に浸入する場合、第１の部材２または第２の部材３と第１の透明基板１との境界部分に最も浸入しやすく、その部分の屈折率が変化する。しかし、第１部材２または第２の部材３のいずれか一方と第１の透明基板１との境界部分は、少なくとも回折格子を構成する領域内で一様に連続であり、水分により屈折率が変化したとしても、第１の部材２と第２の部材３との屈折率の差の変化はほとんどない。このように実施の形態４の回折素子は、波長λ１および波長λ２における透過率が高い回折素子として働くだけでなく、水分の浸入に対しても強いことから、分光比の変動が小さい。したがって、安定した回折の特性が得られる。
【００９５】
なお、図８（ｃ）に示すように、回折格子を構成する領域の凹部における第１の部材２の全ては除去せずに薄く残し、その周囲を第２の部材３で囲んでも良い。その際、周囲を囲む第２の部材３は２％以下の低い吸水率の材料や第１の透明基板１と密着性が良い材料であることが望ましい。また、逆に図８（ｄ）に示すように回折格子を構成する領域の凹部における第２の部材３の全ては除去せずに薄く残し、その周囲を第１の部材２で囲んでも良い。その際、周囲を囲む第１の部材２は２％以下の低い吸水率の材料や第１の透明基板１と密着性が良い材料であることが望ましい。
【００９６】
（実施の形態５）
本実施の形態５について図面を参照しながら説明する。本実施の形態５は第２の樹脂３ａ自体が所定の波長域に光吸収を持つ回折素子である。図９（ａ）は本実施の形態５の回折素子の一例の構成図、図９（ｂ）は他の例の構成図である。
【００９７】
第１の透明基板１および第２の透明基板４は実施の形態１と同じであり、その説明を援用する。また第１の樹脂２ａも実施の形態１と同じであり、その説明を援用する。
【００９８】
第２の樹脂３ａは波長λ１および波長λ２の光を透過し所定の波長域に光吸収を持つ。第２の樹脂３ａを備えた第２の部材３によって形成された凸部の高さが回折格子の深さとなる。第２の樹脂３ａの材料としては共役二重結合を有する材料が望ましい。共役二重結合を有する材料としては芳香族ポリイミド、ペンタセンを始めとするポリアセンなどがある。芳香族ポリイミドとしては旭化成エレクトロニクス（株）のＰＩＭＥＬ７６２１、東レ（株）のＰＷ１２００等がある。共役二重結合を有すると光吸収の性質を有する場合がある。一般に、共役系が大きくなるほどその光吸収のピークは長波長側にずれ、光吸収のピークの大きさも大きくなる傾向がある。
【００９９】
所定の波長域に光吸収を持つ第２の樹脂３ａを備える第２の部材３は異常分散現象を起こすために、波長λ１と波長λ２とで屈折率に大きめの差が生じる。一方、所定の波長域に光吸収を持たない第１の樹脂２ａを備える第１の部材２は波長λ１と波長λ２における屈折率の差は小さい。したがって、材料をうまく選択して、波長λ１における第１の部材２と第２の部材３の屈折率差をほぼ０にして、波長λ２における第１の部材２と第２の部材３の屈折率を違えることで、回折素子を構成することができる。第１の部材２と第２の部材３は図９（ａ）に示すように第１の部材２を凹凸形状を形成する部材とし、第２の部材３をその凹凸を充填する部材としても良いし、図９（ｂ）に示すようにその逆にしても良い。
【０１００】
次に作製方法について説明する。図１０は本実施の形態５の回折素子の作製方法を示す図である。図１０（ａ）は第１の透明基板を示す図、図１０（ｂ）は第１の透明基板に第１の部材を塗布し、硬化した図、図１０（ｃ）はマスクパターンを介して紫外線を照射した図、図１０（ｄ）は第１の部材による凹凸形状が出来上がった図、図１０（ｅ）は第２の部材を充填した図、図１０（ｆ）は第２の透明基板を重ね合わせて加熱保持して第２の部材を硬化させた図である。
【０１０１】
第２の樹脂３ａを芳香族ポリイミドとする。まず第１の樹脂２ａをスピンコート法等で図１０（ａ）のような第１の透明基板１に所定の均一な厚さで図１０（ｂ）に示すように塗布する。次に加熱保持して、硬化して第１の部材２とする。次に図１０（ｄ）に示すように第１の部材２に所定の凸形状パターンを形成する。凸形状パターンの作製方法として、例えば、図１０（ｃ）に示すように第１の部材２の上にレジストを塗布し、所定のパターンとなるようにマスクパターン１１を介して紫外線を照射し、現像後、ドライエッチングを行う方法がある。また、所定のパターンとなるようにマスクパターン１１を介して紫外線を照射し、現像を行う方法がある。この第１の部材２による凸形状の高さが回折格子の深さとなる。所定のパターンには、例えば第１の部材２と第２の部材３とを縞状に略平行に入射する光の入射面内で交互に並べるようなパターンがある。そのピッチや深さによって回折の特性が決定される。次に図１０（ｅ）に示すようにスピンコート法やスクリーン印刷法等で第２の樹脂３ａを第１の部材２による凸形状と凸形状の間に充填するように塗布する。そして図１０（ｆ）に示すように第２の透明基板４をその上に重ね合わせて全体を加熱保持する。硬化した第２の樹脂３ａを第２の部材３とする。最後に所定の寸法に切断し、完成とする。
【０１０２】
第２の樹脂２ａ自体が所定の波長域に光吸収を持つために新たに実施の形態１で説明したような有機物５を溶解させる必要がないので、製造が容易にできる。また、本実施の形態５において、実施の形態１で説明した有機物５を含む構成として説明していない。しかし、有機物５を第１の樹脂２ａに溶解させて第１の部材２としても良いし、第２の樹脂３ａに溶解させて第２の部材３としても良い。そうすることで屈折率の制御できる範囲が広がるため、回折素子の設計の自由度が広がる。
【０１０３】
なお、作製方法は図９（ａ）に示す構成について説明したが、図９（ｂ）の構成についてもほぼ同様である。すなわち、第１の部材２と第２の部材３とを入れ替えれば良い。紫外線照射による構造の一部の破壊による光吸収の性質はいずれの構成でも消失しにくい。また、顔料のように粒子が浮遊している構成ではないので、波長λ１および波長λ２における透過率を顔料の場合よりも高くすることができる。
【０１０４】
（実施の形態６）
本実施の形態６について図面を参照しながら説明する。本実施の形態６は実施の形態１から実施の形態５で説明をした回折素子を用いた光ピックアップ装置である。図１１は本実施の形態６の光ピックアップ装置の光学系全体の概略構成図、図１２（ａ）は本実施の形態５の光ピックアップ装置の上面図、図１２（ｂ）は下面図である。
【０１０５】
まず構成について説明する。図１２に示すように本実施の形態６において光ピックアップ装置２０はキャリッジ３２に各種部品が配置されて構成される。２波長半導体レーザ２１、回折素子２２、集積光学部材２３、第１の受光器３０は結合ベース３３に固定され、結合ベース３３がキャリッジ３２に固定される。コリメートレンズ２４、ＢＳプレート２５、立ち上げプリズム２６、第２の受光器３１は直接または取り付け用部材を介してキャリッジ３２に取り付けられる。ホログラム素子２７と対物レンズ２８はアクチュエータ３４のレンズホルダ３４ａに取り付けられ、アクチュエータ３４がキャリッジ３２に固定される。
【０１０６】
複数の発光点を近接して設けた光源である２波長半導体レーザ２１は１１０μｍ程度の距離でＤＶＤ用に用いる波長λ１の光を出射する第１の発光点２１ａ及びＣＤ用に用いる波長λ２の光を出射する第２の発光点２１ｂを有する。２波長半導体レーザ２１は本実施の形態５では１つの半導体基板に複数の波長の光源を集積化した半導体レーザ素子（いわゆるモノリシック型２波長半導体レーザ）であるが、複数の異なる波長のレーザ素子を１つのパッケージに隣接して配置したもの（いわゆるハイブリッド型２波長半導体レーザ）でも構わない。なお、発光点２１ａ、２１ｂから出射されるレーザ光はＰ偏光となるようにしてある。
【０１０７】
図１３は本実施の形態６の回折素子の構成図、図１４（ａ）は本実施の形態６の回折素子と２波長半導体レーザとの関係を示す上面図、図１４（ｂ）は正面図、図１４（ｃ）は側面図である。図１３、図１４（ｃ）において、図の下方から波長λ１、波長λ２のレーザ光が入射するようにしたため実施の形態１から実施の形態５での説明と上下が逆である。回折素子２２は第１の透明基板１と第２の透明基板４との間に回折格子２２ａを設け、第１の透明基板１の回折格子２２ａを設けた面と反対側の面に開口制限膜２２ｂを設ける構成とした。回折素子２２は回折格子２２ａにて、ＤＶＤ用の波長λ１の光線をそのまま透過させ、ＣＤ用の波長λ２の光線をトラッキング制御に用いる３本の光線に分離する。さらに不必要な光線を開口制限膜２２ｂで遮蔽する。３本の光線は１本の光量の大きい光線（０次光、以下メインビームという。）と両側の２本の光量の小さい光線（±１次光、以下サイドビームという。）である。
【０１０８】
開口制限膜２２ｂを除く回折素子２２の使用する材料、構成、作製方法は実施の形態１から実施の形態５で説明した回折素子と同じであり、その説明を援用する。したがって、ＤＶＤ用に用いる波長λ１の光に対して第１の部材２と第２の部材３の屈折率はほぼ等しいため、ＤＶＤ用の波長λ１の光はそのまま１ビームのまま透過する。一方、ＣＤ用に用いる波長λ２の光に対しては第１の部材２と第２の部材３の屈折率には差が設けられているので１本のメインビームと２本のサイドビームとに分離することができる。
【０１０９】
図１４に示すように、回折素子２２は、レーザ光の発光点２１ａ、２１ｂから出射されるレーザ光の光軸に垂直な第１の透明基板１と第２の透明基板４との間に第１の部材２と第２の部材３とが縞状に平行にレーザ光の入射面内で交互に並べられて構成された回折格子２２ａが形成されている。この平行な配列の向きは３本の光線が光ディスク２９上で円周の接線方向と微小角で並ぶように決められている。
【０１１０】
第１の部材２と第２の部材３が並ぶ回折格子２２ａのピッチは３本の光線の集光スポットが光ディスク２９上に並ぶ間隔に影響を及ぼし、ピッチが広いほど間隔は小さくなる。ＣＤの場合、中央の０次光と両端の±１次光との間隔はそれぞれ約１５μｍ程度である。そのためにピッチは５．５〜６．５μｍとした。しかし、ピッチは光学系内でのレーザ光の発光点と回折格子２２ａとの距離でも決まり、また回折させたい波長によっても変わる。したがって最適なピッチは、光学系の設計により３〜１０μｍの間で変化する。なお、第１の部材２の幅と第２の部材３の幅はほぼ同じである。
【０１１１】
回折格子２２ａの深さは実施の形態１で説明した通り、回折格子２２ａの深さが浅いほど設計に近い理想に近いパターン断面の矩形形状を得ることができる。理想に近いパターン断面の矩形形状を得るためには回折格子の深さは８μｍ以下とすることが求められる。また、回折格子の深さを１０μｍ以下とすれば、特性がばらつかない範囲でパターン断面の矩形形状を得ることができる。また、回折格子の深さが１１μｍ以下であれば多少特性がばらつき、工数もかかるものの使用することが可能である。また、格子の深さは、回折格子内の屈折率差によって変化するし、回折素子として求められる０次光と±１次光の分光比によっても変化する。
【０１１２】
開口制限膜２２ｂは第１の透明基板１の回折格子２２ａを設けた面と反対側の面（集積光学部材２３と対向する面）に設けた。開口制限膜２２ｂは例えばＳｉＯ2膜とＳｉ膜、Ｔｉ膜の少なくとも一方とを交互に複数回積層した構成とした。開口制限膜２２ｂは開口部を有し、開口制限膜２２ｂに入射した光は吸収し、開口部に入射した光は透過する。すなわち、開口制限膜２２ｂの開口部に入射したレーザ光のみが通過するため、所望の断面形状を有するレーザ光を得ることができる。なお、本実施の形態６では開口制限は開口制限膜２２ｂを設けて行ったが、開口制限部を設けさえすれば良い。たとえば、シート状の開口制限部材を第１の透明基板１に貼り付けたり、他の不透明なブロックを貼り付けたりしても良い。開口制限膜２２ｂの開口形状は光ピックアップ装置の光学設計の状況に応じて略方形状、円形や楕円形状、小判型形状あるいは多角形として良い。
【０１１３】
集積光学部材２３は内部に複数の傾斜面２３ａ、２３ｂ、２３ｃが設けられた光学ガラスで作製され、傾斜面２３ａ、２３ｂには偏光分離膜２３ｄ、２３ｅ、傾斜面２３ｃにはホログラム２３ｆが形成されている。傾斜面２３ａに形成される偏光分離膜２３ｄはＰ偏光のレーザ光を透過し、波長λ１のＳ偏光のレーザ光を反射する。また、傾斜面２３ｂに形成される偏光分離膜２３ｅはＰ偏光のレーザ光を透過し、波長λ１のＳ偏光のレーザ光を透過し、波長λ２のＳ偏光のレーザ光を反射する。ホログラム２３ｆは第１の受光器３０にてＣＤ用のＲＦ信号、トラッキングエラー信号、フォーカスエラー信号が生成されるように波長λ２の光束を分離する。
【０１１４】
コリメートレンズ２４は往路光においては２波長半導体レーザ２１から出射された発散光であるレーザ光を略平行光にするレンズで、光ディスク２９の記録面で反射された復路光においては略平行光であるレーザ光を集束光に変換する。コリメートレンズ２４は光学ガラスまたは光学プラスチック等で作製されている。
【０１１５】
ＢＳプレート２５は光学ガラス等で作製されており、２波長半導体レーザ２１に対向する側の表面にＢＳ膜が形成されている。ＢＳ膜はＰ偏光のレーザ光を一部のみ透過させ大半は反射させる。また、Ｓ偏光のレーザ光を全反射させる。なお、ＢＳはビームスプリッタの略である。ＢＳ膜は偏光分離膜であり、誘電体多層膜である。
【０１１６】
立ち上げプリズム２６はそれまで光ディスク２９の面に略平行な面内にあった光軸を光ディスク２９に対し、略垂直に立ち上げるものである。本実施の形態６では立ち上げプリズムとしているが、立ち上げミラーとしても構わない。
【０１１７】
ホログラム素子２７は偏光ホログラム２７ａと１／４波長板２７ｂで構成されている。偏光ホログラム２７ａは復路光のＤＶＤの波長の光にのみ作用するよう波長選択性のある材料で作製されており、第１の受光器３０にてＤＶＤ用のＲＦ信号、トラッキングエラー信号、フォーカスエラー信号が生成されるように波長λ１の光束を分離する。また、１／４波長板２７ｂはＤＶＤとＣＤの両方の波長に作用するよう屈折率、厚みが設定されている。
【０１１８】
対物レンズ２８は２焦点対物レンズで、発光点２１ａから出射されてＤＶＤ用に用いる波長λ１の光、発光点２１ｂから出射されてＣＤ用に用いる波長λ２の光に対してそれぞれ焦点を結ぶように構成されている。２焦点対物レンズとしては、集光レンズおよびフレネルレンズまたはホログラムレンズの組み合わせ、ＤＶＤ用集光レンズにＣＤ再生時に開口制限手段を設ける組み合わせ等を用いることができる。
【０１１９】
光ディスク２９はＣＤ用がＣＤ、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ／ＲＷ、ＤＶＤ用がＤＶＤＲＯＭ、ＤＶＤ±Ｒ／ＲＷ、ＤＶＤ−ＲＡＭなどであり、ＣＤ用もＤＶＤ用も再生専用の媒体を除いて全て記録も再生も可能なものである。また、本実施の形態６ではＣＤ用とＤＶＤ用としているが、その組み合わせだけでなく、いわゆるＢＤやＨＤ  ＤＶＤ等との組み合わせでも一般性を失わない。
【０１２０】
光ディスク２９からの反射光を受光して電気信号を発生させる第１の受光器３０は光ディスク２９からの反射光を受光し、ＲＦ信号、トラッキングエラー信号、フォーカスエラー信号等を生成する電気信号を出力する受光素子である。図１５（ａ）は本実施の形態６の第１の受光器の受光部の配置の例を示す図、図１５（ｂ）は他の配置の例を示す図である。図１５（ａ）、（ｂ）に示すように、第１の受光器３０はいくつかの受光部に分かれている。Ａ〜Ｈ、α、βの各受光部に入射した光量によって前記各種信号が作り出される。なお、受光部の数、配置は、トラッキングやフォーカスの制御方法、偏光ホログラム２７ａ、ホログラム２３ｆ等のように各種信号を生成するために光束を分離したりする光束の加工方法、その設計により最適なものが選択される。
【０１２１】
図１５（ａ）において、ＲＦ信号はＤＶＤ、ＣＤともＲＦ＝Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｄ＋α＋βである。トラッキングエラー信号ＴＥＳはＤＶＤ−ＲＡＭの場合、ＴＥＳ＝（α＋Ｃ）−（β＋Ｄ）である（１ビーム・プッシュプル法）。ＤＶＤ−ＲＡＭ以外のＤＶＤの再生のみの場合、ＴＥＳ＝∠（Ｃ−β）＋∠（α−Ｄ）（∠は位相差）、もしくはＴＥＳ＝∠｛（Ｃ＋β）−（Ｄ＋α）｝である（位相差法）。どちらの関係式で算出したトラッキングエラー信号を用いても良い。また、ＤＶＤ−ＲＡＭ以外のＤＶＤの記録と再生をともなう動作の場合、トラッキングエラー信号はＴＥＳ＝（Ｃ＋α）−（Ｄ＋β）−Ｋ１・（（Ｅ＋Ｇ）−（Ｆ＋Ｈ））である（１ビーム・プッシュプル法を改善した方法）。一方、ＣＤのトラッキングエラー信号ＴＥＳはＴＥＳ＝（Ｃ＋α）−（Ｄ＋β）−Ｋ２・（（Ｅ＋Ｇ）−（Ｆ＋Ｈ））である（３ビーム・ディファレンシャル・プッシュプル法）。Ｋ１、Ｋ２は動作設定に応じて定まる定数である。また、フォーカスエラー信号ＦＥＳは、ＤＶＤはダブルナイフエッジ法、ＣＤは非点収差法であるが、両者ともＦＥＳ＝Ａ−Ｂである。ここで、ＣＤとＤＶＤとでトラッキングエラー信号が異なるのはＣＤでは回折素子２２で分離したメインビームとサイドビームの全てを使う３ビーム法を用いるのに対し、ＤＶＤはメインビームのみをディスクの種類に応じて使う１ビーム法を用いるためである。
【０１２２】
また、図１５（ｂ）において、ＤＶＤ−ＲＡＭ以外のＤＶＤの記録と再生をともなう動作の場合、トラッキングエラー信号はＴＥＳ＝（Ｃ＋α）−（Ｄ＋β）−Ｋ１・（（Ｅ＋Ｇ＋Ｔ）−（Ｆ＋Ｈ＋Ｕ））となる（１ビーム・プッシュプル法を改善した方法）。また、ＣＤのトラッキングエラー信号ＴＥＳはＴＥＳ＝（Ｃ＋α）−（Ｄ＋β）−Ｋ２・（（Ｅ＋Ｇ＋Ｔ）−（Ｆ＋Ｈ＋Ｕ））となる（３ビーム・ディファレンシャル・プッシュプル法）。また、フォーカスエラー信号は、ＤＶＤ、ＣＤとも非点収差法であり、ＦＥＳ＝Ａ−Ｂである。上記３点を除いて、他の信号は図１５（ａ）と同じである。
【０１２３】
第２の受光器３１は光学センサであり、２波長半導体レーザ２１からのレーザ光の一部の光量を電気信号に変換し、その結果を制御回路（図示せず）を通して２波長半導体レーザ２１にフィードバックすることで、２波長半導体レーザ２１の光量を一定に保つ働きをする。
【０１２４】
キャリッジ３２は光ピックアップ装置２０の骨格をなすもので、キャリッジ３２に各種光学部品を始めとする光ピックアップ装置２０を構成する部品が直接または取り付け部材を介して取り付けられる。キャリッジ３２はＺｎ合金、Ｍｇ合金等の合金材料あるいは硬質樹脂材料等で形成される。
【０１２５】
図１６は本実施の形態６の結合ベースに各部品が固定される様子を示す図である。結合ベース３３は図１６に示すように２波長半導体レーザ２１、回折素子２２、集積光学部材２３、第１の受光器３０を所定の位置に固定し、図１２に示すようにキャリッジ２２に固定される。結合ベース３３を形成する材料は、比較的軽量で高精度なできあがり寸法を実現できる形状加工性、良好な放熱性等を兼ね備えることが求められる。そのためＺｎ、Ｚｎ合金、Ａｌ、Ａｌ合金、Ｔｉ、Ｔｉ合金などが好適に用いられる。本実施の形態６ではコスト面などを考慮し、Ｚｎダイキャストで作製した。
【０１２６】
アクチュエータ３４は、図１２に示すように、ヨーク３４ｄ、固定部３４ｃ、サスペンションワイヤ３４ｂ、レンズホルダ３４ａを備える。固定部３４ｃはヨーク３４ｄに固定される。レンズホルダ３４ｃは固定部３４ｃにサスペンションワイヤ３４ｂを介して可動状態で支持される。その際レンズホルダ３４ａはサスペンションワイヤ３４ｂ以外には触れないようにする。図１７は本実施の形態６の対物レンズ近傍の断面図である。図１７に示すようにホログラム素子２７はレンズホルダ３４ａの下面側から、対物レンズ２８はレンズホルダ３４ａの上面側からレンズホルダ２４ａに固定される。また、ヨーク３４ｄには磁石３４ｅが取り付けられるとともにレンズホルダ３４ａにはコイル３４ｆが取り付けられる。アクチュエータ３４はキャリッジ３２に接着剤で固定される。アクチュエータ３４は接着剤を介してキャリッジ３２と接触する。アクチュエータ３４はフォーカスサーボ、トラッキングサーボにより、光ディスク２９の記録面のトラック上に集光スポットが合焦するように、コイル３４ｆに電流を流し、磁石３４ｅとで電磁力を発生させて対物レンズ２８を駆動する。
【０１２７】
次に光路について説明する。図１１に示すようにＤＶＤ用の波長λ１の発光点２１ａから出射された光は回折素子２２、集積光学部材２３を通過してコリメートレンズ２４に入射される。回折素子２２において波長λ１の光は上述の通りそのまま透過する。集積光学部材２３ではＰ偏光であるため、そのまま透過する。コリメートレンズ２４では発散光から略平行光に変換されてＢＳプレート２５に入射する。一部の光はＢＳプレート２５を透過し、第２の受光器３１に入射されるが、残りの大半の光は反射して立ち上げプリズム２６に入射される。第２の受光器３１に入射された光は電気信号に変換されて波長λ１の発光点２１ａの光量制御に使われる。立ち上げプリズム２６に入射された光はホログラム素子２７、対物レンズ２８を通過して光ディスク２９の記録面に焦点を結ぶ。
【０１２８】
ホログラム素子２７を透過する際、偏光ホログラム２７ａの影響を受けずにそのまま透過するよう光の偏光方向を設定してあり、１／４波長板２７ｂでＰ偏光の直線偏光から円偏光に変換される。対物レンズ２８では略平行光から集束光に変換される。
【０１２９】
光ディスク２９の記録面で反射された光は対物レンズ２８、ホログラム素子２７、立ち上げプリズム２６、ＢＳプレート２５、コリメートレンズ２４を通り、集積光学部材２３に入射する。対物レンズ２８では発散光から略平行光に変換される。ホログラム素子２７を再度透過する際、１／４波長板２７ｂで円偏光から往きの直線偏光とは垂直な直線偏光、すなわちＳ偏光に変換される。偏光ホログラム２７ａによりＲＦ信号、トラッキングエラー信号、フォーカスエラー信号等に対応する信号光成分に分離される。ＢＳプレート２５では全てが反射される。コリメートレンズ２４では略平行光から集束光に変換される。
【０１３０】
集積光学部材２３に入射した光はまず集積光学部材２３内の傾斜面２３ｂに設けられた偏光分離膜２３ｅに入射する。偏光分離膜２３ｅは波長λ１のＳ偏光を透過するので、そのまま透過して傾斜面２３ａに設けられた偏光分離膜２３ｄに入射する。偏光分離膜２３ｄは波長λ１のＳ偏光は反射するような偏光分離膜構成を採用している。そのため、集積光学部材２３に入射した光は傾斜面２３ａに設けられた偏光分離膜２３ｄで反射されて第１の受講器３０に入射する。偏光ホログラム２７ａで分離され第１の受光器３０に入射した各信号光成分は第１の受光器３０で各種電気信号に変換される。
【０１３１】
ＣＤ用の波長λ２の発光点２１ｂから出射された光は回折素子２２、集積光学部材２３を通過してコリメートレンズ２４に入射される。回折素子２２において波長λ２の光は上述の通り１本のメインビームと２本のサイドビームとに分離される。集積光学部材２３ではＰ偏光であるため、そのまま透過する。コリメートレンズ２４で発散光から略平行光に変換されてＢＳプレート２５に入射する。一部の光はＢＳプレート２５を透過し、第２の受光器３１に入射されるが、残りの大半の光は反射して立ち上げプリズム２６に入射される。第２の受光器３１に入射された光は電気信号に変換されて波長λ２の発光点２１ｂの光量制御に使われる。立ち上げプリズム２６に入射された光はホログラム素子２７、対物レンズ２８を通過して光ディスク２９に焦点を結ぶ。ホログラム素子２７を透過する際、この波長λ２では偏光ホログラム２７ａの影響を受けないのでそのまま透過し、１／４波長板２７ｂでＰ偏光の直線偏光から円偏光に変換される。対物レンズ２８では略平行光から集束光に変換される。
【０１３２】
光ディスク２９で反射された光は対物レンズ２８、ホログラム素子２７、立ち上げプリズム２６、ＢＳプレート２５、コリメートレンズ２４を通り、集積光学部材２３に入射する。対物レンズ２８では発散光から略平行光に変換される。ホログラム素子２７を再度透過する際、１／４波長板２７ｂで円偏光から往きの直線偏光とは垂直な直線偏光、すなわちＳ偏光に変換される。そしてこの波長λ２では偏光ホログラム２７ａの影響を受けないため偏光ホログラム２７ａをそのまま透過する。ＢＳプレート２５では全てが反射される。コリメートレンズ２４では略平行光から集束光に変換される。
【０１３３】
集積光学部材２３内の傾斜面２３ｂに設けられた偏光分離膜２３ｅは波長λ２の光を反射するような膜構成を採用している。そのため集積光学部材２３に入射した光は傾斜面２３ｂに設けられた偏光分離膜２３ｅで反射され、傾斜面２３ｃに設けられたホログラム２３ｆにて分離して、その分離した光は第１の受光器３０に入射し、各種電気信号に変換される。
【０１３４】
回折素子２２は波長λ１、λ２のいずれも透過率が高い。よって、同じレーザ出力でも光ディスク２９における光量は大きい。よって、高倍速化に対応した光ピックアップ装置２０とすることができる。
【０１３５】
本実施の形態６では光源は複数の発光点を近接して設けた２波長半導体レーザ２１とした。２波長半導体レーザ２１ではＤＶＤとＣＤの発光点が近接して存在するためにＣＤの光のみを回折素子に通すことは困難でありＤＶＤの光も回折素子に通されて３ビームに分離されてきた。ＤＶＤのトラッキングエラー信号は１ビームで使用しており、回折された分、光量の損失が発生していた。しかし、本発明の回折素子２２を使用することによりＤＶＤは１ビームのまま透過し、ＣＤは回折して３ビームに分離するため光量の損失を最小限に抑えることが可能となった。また分子レベルで溶解する有機物５を使用しているため、使用する波長での透過率も高いので、さらに光量の損失は少ない。このように本発明の回折素子２２は２波長半導体レーザ２１を使用した光ピックアップ装置２０において顕著な効果を示す。
【０１３６】
なお、本実施の形態６では波長λ１の光をＤＶＤ、波長λ２の光をＣＤとした光ピックアップ装置２０としたが、それに限るものではない。例えば、本実施の形態６の光ピックアップ装置光学系にＢＤやＨＤ  ＤＶＤ用の波長の光源、受光器、光源からの光を光ディスクに導き、光ディスクで反射した光を受光器に導く光学系を備えればＢＤやＨＤ  ＤＶＤとＤＶＤとＣＤの３波長に対応する光ピックアップ装置２０とすることができる。また波長λ１より短い波長域に光吸収を持ち波長λ１が約４０５ｎｍの場合として回折素子２２が有する有機物５を銅クロロフィリンナトリウム等とすれば、ＢＤやＨＤ  ＤＶＤとＣＤ用の光ピックアップ装置２０とすることができる。
【０１３７】
（実施の形態７）
本実施の形態７について図面を参照しながら説明する。図１８は本実施の形態７の光ピックアップ装置の光学系の構成図である。図１９（ａ）は本実施の形態７のＢＳプレートの正面断面図、図１９（ｂ）は上面図、図１９（ｃ）は他の例の上面図である。図２０（ａ）は本実施の形態７の対物レンズの開口面でのフィルタ有無の場合での光強度分布を比較した図、図２０（ｂ）は光ディスク上の記録面上でのフィルタ有無の場合での光強度分布を示した図である。本実施の形態７において、ＢＳプレート２５を除いて実施の形態６と同じ構成であり、その説明を援用する。
【０１３８】
ＢＳプレート２５は基材２５ａとフィルタ３５とを備える。基材２５ａは光学ガラスまたは光学プラスチック等で作製される。基材２５ａの２波長半導体レーザ２１と対向する面２５ｃには反射防止膜を形成し、２波長半導体レーザ２１と対向しない方の面２５ｂにはフィルタ３５を形成した。フィルタ３５は入射したレーザ光の光束の中心に近い領域の波長選択偏光分離膜３５ａとその周辺の全反射膜３５ｂで構成される。波長選択偏光分離膜３５ａは波長λ１のＰ偏光の光のたとえば５０％程度の所定の反射率だけ反射させて残りを透過させ、Ｓ偏光の光を全反射させる。また、波長λ２のＰ偏光の光のたとえば９５％の光を反射させて残りを透過させ、Ｓ偏光の光を全反射させる。全反射膜３５ｂは波長λ１の光も波長λ２の光も偏光に拘らず、全反射させる。波長選択偏光分離膜３５ａは誘電体多層膜で構成される。また、全反射膜３５ｂは誘電体多層膜または金属膜で構成される。波長選択偏光分離膜３５ａの領域は、図１９（ｂ）の場合、光ディスク２９の半径方向に相当する方向では光束が分布する領域の６５％程度以内の領域とし、全反射膜３５ｂとの境界線は円周の接線方向に相当する方向の直線状とした。すなわち短冊状の形状とした。また、図１９（ｃ）のように、光ディスク２９の円周の接線方向に相当する方向において光束が分布する領域の９０〜９５％程度以内とする楕円形の領域としても良い。波長選択偏光分離膜３５ａを透過した光は第２の受光器３１に入射して、２波長半導体レーザ２１から出射されるレーザ光の光量の制御に用いられる。
【０１３９】
図２０（ａ）の実線のように対物レンズ２８の開口面での波長λ１のレーザ光の光強度分布は光束の中心部分の光強度がフィルタ３５を通らない場合の光量の５０％程度に小さくなる。このような光強度分布の光束が光ディスク２９の記録面に集光すると、図２０（ｂ）の実線のようにそのスポットサイズはフィルタを通らない場合よりも小さくなる。このような現象を超解像現象という。その光学系に合うように波長選択偏光分離膜３５ａの反射率や範囲を適切に設計することにより、スポットサイズを小さく、サイドローブと呼ばれるスポット周辺の光量の盛り上がりを小さくすることができる。一方、波長λ２の光量は９５％程度であるのでほとんど影響は受けない。そのため、図２０（ａ）、（ｂ）の点線に近い光強度分布となる。
【０１４０】
また、ＢＳプレート２５の２波長半導体レーザ２１と対向する面２５ｃと対向しない方の面２５ｂとはたとえば１．１°程度の角度をつけて非平行とした。ＢＳプレート２５の内部、すなわち基材２５ａを通過した光が干渉を起こさないためである。
【０１４１】
本実施の形態７の回折素子２２は実施の形態６の回折素子２２と同じであり、波長λ１、λ２のいずれも透過率が高い。よって、同じレーザ出力でも光ディスク２９における光量は大きい。よって、高倍速化に対応した光ピックアップ装置２０とすることができる。しかも、フィルタ３５の効果により光ディスク２９の記録面上における波長λ１の光のスポットサイズを小さくできるので、収差を低く抑えることができる。一方、このような変換を必要としない波長λ２の光に対しては変換をしないため光利用効率を低下させることがない。このようにして新たな独立した光学部品を追加することなく、波長λ１の発光点２１ａ、波長λ２の発光点２１ｂからの光に対しそれぞれ最適な集光スポットを実現できる。そのため、低コストという特長を生かしつつ、どの波長の発光点からの光も高倍速で記録と再生の両方が行える２波長半導体レーザ２１を用いた光ピックアップ装置を実現することができる。
【０１４２】
（実施の形態８）
本実施の形態８について図面を参照しながら説明する。図２１は本実施の形態８の光ピックアップ装置の光学系の構成図である。本実施の形態８において集積光学部材２３以外は実施の形態７と同じであるので、その説明を援用する。
【０１４３】
光学部材３６、３７、ホログラム３８で集積光学部材２３と同様の機能を持つように構成した。光学部材３６は内部に傾斜面３６ａを備え、傾斜面３６ａには偏光分離膜３６ｂが形成されている。光学部材３６は光学ガラスで作製されている。偏光分離膜３６ｂはＰ偏光のレーザ光を透過し、波長λ１のＳ偏光のレーザ光を反射する。
【０１４４】
光学部材３７は内部に傾斜面３７ａを備え、傾斜面３７ａには偏光分離膜３７ｂが形成されている。光学部材３７は光学ガラスで作製されている。偏光分離膜３７ｂはＰ偏光のレーザ光を透過し、波長λ１のＳ偏光のレーザ光を透過し、波長λ２のＳ偏光のレーザ光を反射する。
【０１４５】
ホログラム３８は第１の受光器３０の受光面から離した光学部材３７に対向する窓部の表面に設けた。ホログラム３８は第１の受光器３０のＣＤ用のレーザ光を受光する面と偏光分離膜３７ｂとの間の適切な位置に配置されていれば良い。そのため光学部材３７の第１の受光器３０に対向する面に設けても良い。
【０１４６】
波長λ１の発光点２１ａから出射されたレーザ光はＰ偏光であるため、光学部材３６の傾斜面３６ａの偏光分離膜３６ｂを透過し、光学部材３７の傾斜面３７ａの偏光分離膜３７ｂを透過し、コリメートレンズ２４に入射する。光ディスク２９の記録面で反射された波長λ１のレーザ光はＳ偏光であるため、光学部材３７の傾斜面３７ａの偏光分離膜３７ｂを透過し、光学部材３６の傾斜面３７ａの偏光分離膜３６ｂで反射されて、第１の受光器３０に入射する。
【０１４７】
波長λ２の発光点２１ｂから出射されたレーザ光はＰ偏光であるため、光学部材３６の傾斜面３６ａの偏光分離膜３６ｂを透過し、光学部材３７の傾斜面３７ａの偏光分離膜３７ｂを透過し、コリメートレンズ２４に入射する。光ディスク２９の記録面で反射された波長λ２のレーザ光はＳ偏光であるため、光学部材３７の傾斜面３７ａの偏光分離膜３７ｂで反射されて、ホログラム３８に入射する。ホログラム３８で各種信号成分に分離されて、第１の受光器３０に入射する。
【０１４８】
このように、集積光学部材２３を用いなくても光ピックアップ装置の光学系を構築できる。この際、集積していた光学部材が単品の光学部材となるため、全体の大きさは若干大きくなる。しかし、精度良く作製する必要のある集積光学部材２３が不要となるために製造コストを抑制することができる。
【０１４９】
（実施の形態９）
本実施の形態９について図面を参照しながら説明する。図２２は本実施の形態９における光ピックアップモジュールの構成図、図２３は本発明の実施の形態９における光ディスク装置の斜視図を示すものである。本実施の形態９は実施の形態６から実施の形態８で説明した光ピックアップ装置を備えた光ディスク装置である。
【０１５０】
図２２において、光ディスク２９を回転駆動する回転駆動部および光ピックアップ装置２０を回転駆動部に対して近づけたり離したりする移動部を備える光ディスク装置５０の駆動機構を光ピックアップモジュール４０という。ベース４１は光ピックアップモジュール４０の骨組みを成すもので、光ピックアップモジュール４０はベース４１に直接的、間接的に各構成部品が配置されて構成される。
【０１５１】
回転駆動部は光ディスク２９を載置するターンテーブルを有するスピンドルモータ４２を備えている。スピンドルモータ４２はベース４１に固定される。スピンドルモータ４２は光ディスク２９を回転させる回転駆動力を生成する。
【０１５２】
移動部はフィードモータ４３、スクリューシャフト４４、ガイドシャフト４５、４６を備えている。フィードモータ４３はベース４１に固定される。フィードモータ４３は光ピックアップ装置２０が光ディスク２９の内周と外周の間を移動するために必要な回転駆動力を生成する。フィードモータ４３としてステッピングモータ、ＤＣモータなどが使用される。スクリューシャフト４４はらせん状に溝が掘られており、直接または数段のギアを介してフィードモータ４３に接続される。本実施の形態９では直接フィードモータ４３と接続される。ガイドシャフト４５、４６はそれぞれ両端で支持部材を介してベース４１に固定される。ガイドシャフト４５、４６は光ピックアップ装置２０を移動自在に支持する。光ピックアップ装置２０はスクリューシャフト４４の溝と噛み合うガイド歯を有するラックを備える。ラックがスクリューシャフト４４に伝達されたフィードモータ４３の回転駆動力を直線駆動力に変換するために光ピックアップ装置２０は光ディスク２９の内周と外周の間を移動することができる。
【０１５３】
なお、回転駆動部は光ディスク２９を所定の回転数で回転させることができる構成であれば、本実施の形態９で説明した構成に限るものではない。また移動部は光ピックアップ装置２０を光ディスク２９の内周と外周の間の所定の位置に移動させることができる構成であれば、本実施の形態９で説明した構成に限るものではない。
【０１５４】
光ピックアップ装置２０は図１２の構成にカバー３９を取り付けたものであり、実施の形態６で説明した回折素子２２を備えている。光ピックアップ装置２０は光ディスク２９に対し情報の記録または再生の少なくとも一方を行い、そのためにレーザ光を光ディスク２９に向けて出射する。その際、波長λ１および波長λ２における透過率が高いため、レーザ出力を大きくすることができる。光ピックアップ装置２０から出射されるレーザ光が光ディスク２９に対し直角に入射するように、支持部材を構成する調整機構でガイドシャフト４５、４６の傾きを調整する。
【０１５５】
図２３において、筐体５１は上部筐体５１ａと下部筐体５１ｂを組み合わせてネジなどを用いて互いに固定して構成されている。トレイ５２は筐体５１に出没自在に設けられている。トレイ５２はカバー４７を取り付けた光ピックアップモジュール４０を下面側から配置する。カバー４７は開口を有し、光ピックアップ装置２０の対物レンズ２８を含む一部とスピンドルモータ４２のターンテーブルを露出させる。本実施の形態９の場合、フィードモータ４３も露出させる。ベゼル５３はトレイ５２の前端面に設けられて、トレイ５２が筐体５１内に収納された時にトレイ５２の出没口を塞ぐように構成されている。ベゼル５３にはイジェクトスイッチ５４が設けられ、イジェクトスイッチ５４を押すことで、筐体５１とトレイ５２との係合が解除され、トレイ５２は筐体５１に対し出没が可能な状態となる。レール５５はそれぞれトレイ５２の両側部および筐体５１の双方に摺動自在に取り付けられる。筐体５１内部やトレイ５２内部には図示していない回路基板があり、信号処理系のＩＣや電源回路などが搭載されている。外部コネクタ５６はコンピュータ等の電子機器に設けられた電源／信号ラインと接続される。そして、外部コネクタ５６を介して光ディスク装置５０内に電力を供給したり、あるいは外部からの電気信号を光ディスク装置５０内に導いたり、あるいは光ディスク装置５０で生成された電気信号を電子機器などに送出する。
【０１５６】
以上のように実施の形態１から実施の形態５の回折素子２２を用いた実施の形態６から実施の形態８に示す光ピックアップ装置２０を搭載した光ディスク装置は同じレーザ出力でも光ディスク２９での光量は大きい。よって、高倍速化に対応した光ディスク装置とすることができる。その効果は特に２波長半導体レーザ２１を用いた光ピックアップ装置２０を搭載した光ディスク装置に対して顕著に見られる。
【産業上の利用可能性】
【０１５７】
以上のように本発明の回折素子回折素子、回折素子の製造方法、光ピックアップ装置および光ディスク装置は透過率が高い。そのため同じレーザ出力でも光ディスクでの光量は大きく、特に２波長半導体レーザを用いた系で効果を奏する。そのため高倍速化に対応する、特に２波長半導体レーザを用いた光ピックアップ装置および光ディスク装置に搭載される回折素子として利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１５８】
【図１】（ａ）本発明の実施の形態１における回折素子の構成図の波長λ１の光が透過する場合を示す図、（ｂ）波長λ２の光が透過する場合を示す図
【図２】所定の波長域に光吸収を持つ有機物の有無での波長と光吸収率の関係および屈折率の差を示した図
【図３】（ａ）波長λ１より短い波長域に光吸収を持つ場合の回折素子として使用する際の波長と光吸収率、屈折率の関係を示した図、（ｂ）波長λ２より長い波長域に光吸収を持つ場合の図
【図４】（ａ）波長λ１より短い波長域に光吸収を持つ有機物を用い波長λ１での屈折率を等しくし波長λ２での屈折率に差をつけた場合の波長λ１および波長λ２における第１の部材と第２の部材の屈折率のパターンを示した図、（ｂ）波長λ１より短い波長域に光吸収を持つ有機物を用い波長λ１での屈折率に差をつけ波長λ２での屈折率を等しくした場合の図、（ｃ）波長λ２より長い波長域に光吸収を持つ有機物を用い波長λ１での屈折率を等しくし波長λ２での屈折率に差をつけた場合の図、（ｄ）波長λ２より長い波長域に光吸収を持つ有機物を用い波長λ１での屈折率に差をつけ波長λ２での屈折率を等しくした場合の図
【図５】（ａ）本実施の形態１の回折素子の作製手順図で第１の透明基板を示す図、（ｂ）第１の透明基板に第１の部材を塗布し、硬化した図、（ｃ）マスクパターンを介して紫外線を照射した図、（ｄ）第１の部材による凹凸形状が出来上がった図、（ｅ）第２の部材を充填した図、（ｆ）第２の透明基板を重ね合わせて加熱保持して第２の部材を硬化させた図
【図６】（ａ）本実施の形態２の回折素子の作製手順図で第１の透明基板を示す図、（ｂ）第１の透明基板に第２の部材を塗布し、硬化した図、（ｃ）マスクパターンを介して紫外線を照射した図、（ｄ）第２の部材による凹凸形状が出来上がった図、（ｅ）第１の部材を充填した図、（ｆ）第２の透明基板を重ね合わせて加熱保持して第１の部材を硬化させた図
【図７】（ａ）本実施の形態３の回折素子の作製手順図で有機物を溶解した第２の樹脂を示す図、（ｂ）第１の透明基板を示す図、（ｃ）第１の透明基板に第２の部材を塗布し、硬化した図、（ｄ）マスクパターンを介して紫外線を照射した図、（ｅ）紫外線照射／非照射で回折格子が形成された図
【図８】（ａ）本実施の形態４の凹部における第１の部材の全ては除去せずに薄く残した場合の構成図、（ｂ）凹部における第２の部材の全ては除去せずに薄く残した場合の構成図、（ｃ）回折格子を構成する領域の凹部における第１の部材の全ては除去せずに薄く残した場合の構成図、（ｄ）回折格子を構成する領域の凹部における第２の部材の全ては除去せずに薄く残した場合の構成図
【図９】（ａ）本実施の形態５の回折素子の一例の構成図、（ｂ）他の例の構成図
【図１０】（ａ）本実施の形態５の回折素子の作製方法を示す図で第１の透明基板を示す図、（ｂ）第１の透明基板に第１の部材を塗布し、硬化した図、（ｃ）マスクパターンを介して紫外線を照射した図、（ｄ）第１の部材による凹凸形状が出来上がった図、（ｅ）第２の部材を充填した図、（ｆ）第２の透明基板を重ね合わせて加熱保持して第２の部材を硬化させた図
【図１１】本実施の形態６の光ピックアップ装置の光学系全体の概略構成図
【図１２】（ａ）本実施の形態５の光ピックアップ装置の上面図、（ｂ）下面図
【図１３】本実施の形態６の回折素子の構成図
【図１４】（ａ）本実施の形態６の回折素子と２波長半導体レーザとの関係を示す上面図、（ｂ）正面図、（ｃ）側面図
【図１５】（ａ）本実施の形態６の第１の受光器の受光部の配置の例を示す図、（ｂ）他の配置の例を示す図
【図１６】本実施の形態６の結合ベースに各部品が固定される様子を示す図
【図１７】本実施の形態６の対物レンズ近傍の断面図
【図１８】本実施の形態７の光ピックアップ装置の光学系の構成図
【図１９】（ａ）本実施の形態７のＢＳプレートの正面断面図、（ｂ）上面図、（ｃ）他の例の上面図
【図２０】（ａ）本実施の形態７の対物レンズの開口面でのフィルタ有無の場合での光強度分布を比較した図、（ｂ）光ディスク上の記録面上でのフィルタ有無の場合での光強度分布を示した図
【図２１】本実施の形態８の光ピックアップ装置の光学系の構成図
【図２２】本実施の形態９における光ピックアップモジュールの構成図
【図２３】本発明の実施の形態９における光ディスク装置の斜視図
【図２４】（ａ）従来の回折素子の構成図のＤＶＤ用の波長λ１の光が透過する場合を示す図、（ｂ）ＣＤ用の波長λ２の光が透過する場合を示す図
【符号の説明】
【０１５９】
１    第１の透明基板
２    第１の部材
２ａ    第１の樹脂
３    第２の部材
３ａ    第２の樹脂
４    第２の透明基板
５    有機物
１１    マスクパターン
２０    光ピックアップ装置
２１    ２波長半導体レーザ
２１ａ    波長λ１の発光点
２１ｂ    波長λ２の発光点
２２    回折素子
２２ａ    回折格子
２２ｂ    開口制限膜
２３    集積光学部材
２３ａ、２３ｂ、２３ｃ    傾斜面
２３ｄ、２３ｅ    偏光分離膜
２３ｆ    ホログラム
２４、２４ａ    コリメートレンズ
２５    ＢＳプレート
２５ａ    基材
２５ｂ、２５ｃ    面
２５ｃ    反射ミラー
２５ｄ    ビームスプリッタ
２６    立ち上げプリズム
２７    ホログラム素子
２７ａ    偏光ホログラム
２７ｂ    １／４波長板
２８    対物レンズ
２９    光ディスク
３０    第１の受光器
３１    第２の受光器
３２    キャリッジ
３３    結合ベース
３４    アクチュエータ
３４ａ    レンズホルダ
３４ｂ    サスペンションワイヤ
３４ｃ    固定部
３４ｄ    ヨーク
３４ｅ    磁石
３４ｆ    コイル
３５    フィルタ
３５ａ    波長選択偏光分離膜
３５ｂ    全反射膜
３６、３７    光学部材
３６ａ、３７ｂ    傾斜面
３６ｂ、３７ｂ    偏光分離膜
３８    ホログラム
３９    カバー
４０    光ピックアップモジュール
４１    ベース
４２    スピンドルモータ
４３    フィードモータ
４４    スクリューシャフト
４５、４６    ガイドシャフト
４７    カバー
５０    光ディスク装置
５１    筐体
５１ａ    上部筐体
５１ｂ    下部筐体
５２    トレイ
５３    ベゼル
５４    イジェクトスイッチ
５５    レール
５６    外部コネクタ
１０１    第１の透明基板
１０２    第１の部材
１０３    第２の部材
１０４    第２の透明基板
１０５    有機物顔料
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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